Εξοικονόμηση Ενέργειας

Μέχρι πριν μερικά χρόνια η έννοια της εξοικονόμησης ενέργειας ήταν άγνωστη κατά το σχεδιασμό ενός συστήματος κλιματισμού. Κύριος σκοπός κάθε εγκατάστασης ήταν απλά η κάλυψη των θερμικών και ψυκτικών φορτίων ενός χώρου χωρίς κανένα φραγμό στην ενεργειακή κατανάλωση. Η άνοδος των τιμών του πετρελαίου, η ενεργειακή κρίση που μαστίζει όλες τις σύγχρονες κοινωνίες αλλά και η αλόγιστη περιβαλλοντική επιβάρυνση έχουν οδηγήσει στην δημιουργία ενός νέου τρόπου σκέψης και σχεδιασμού κάθε συστήματος ξεχωριστά. Η εξέλιξη δεν περιορίστηκε μόνο στην ενεργειακή απόδοση μιας εγκατάστασης  αλλά και στην μείωση των φορτίων κατά τη κατασκευή ενός οικοδομήματος με σκοπό τη δημιουργία ενός ενεργειακά αποδοτικού κτιρίου.

Ενεργειακές λύσεις μείωσης του φορτίου μπορούν να εφαρμοστούν με παθητικά συστήματα κλιματισμού τα οποία δεν απαιτούν καμία ενεργειακή κατανάλωση κατά τη χρήση τους. Τέτοιες λύσεις είναι η χρήση βιοκλιματικών επεμβάσεων στην αρχιτεκτονική ενός κτιρίου καθώς και η ενίσχυση του κελύφους του. Η πιο απλή βιοκλιματική λύση είναι η εκμετάλλευση του προσανατολισμού ενός κτιρίου. Η αποφυγή μεγάλων ανοιγμάτων προς το βορρά ή το νότο έχει ως αποτέλεσμα την μείωση των θερμικών ή ψυκτικών φορτίων που απαιτούνται αντίστοιχα. Τα ανοίγματα αυτά φυσικά μπορούν με την επιλογή κατάλληλων εφαρμογών να λειτουργήσουν ευεργετικά στη μείωση των φορτίων. Η λύση για παράδειγμα σκιάσεως των νότιων επιφανειών κατά το θέρος και η χρήση τους κατά τους χειμερινούς μήνες είναι ένας απλός και έξυπνος τρόπος για εξοικονόμηση ενέργειας. Ένας επίσης αποτελεσματικός τρόπος μείωσης της κατανάλωσης ενός κτιρίου είναι η χρήση φυτεμένου δώματος. Με κατάλληλες υποδομές τα αίθρια των κτιρίων μπορούν να φυτευθούν λειτουργώντας ως φυσική μόνωση τόσο κατά το χειμώνα όσο και κατά το θέρος.

Ένας ιδιαίτερα σημαντικός παράγοντας που αρκετοί παραμελούν αλλά αποτελεί κρίσιμο σημείο για τη δημιουργία ενός ενεργειακά αποδοτικού κτιρίου είναι η ενίσχυση του κελύφους του. Σύγχρονες τεχνικές τοποθέτησης εξωτερικής θερμομόνωσης και τοποθέτησης υαλοστασίων μικρής θερμικής αγωγιμότητας μειώνει δραστικά τα φορτία κλιματισμού εξοικονομώντας ενέργεια, αποφεύγοντας το φαινόμενο των θερμογεφυρών. Οι τεχνικές αυτές έχουν εξελιχθεί σε σημείο ώστε να μην προκαλούν καμία αισθητική παρέμβαση στην εξωτερική όψη ενός κτιρίου και απαιτούν ελάχιστο χρονικό διάστημα για τη τοποθέτηση τους. Αξίζει να σημειωθεί πως η ενίσχυση του κελύφους μειώνει επίσης το αρχικό κόστος εγκατάστασης ενός συστήματος. Για παράδειγμα μία οικία 150 m2 με χαμηλό επίπεδο μονώσεων έχει ενδεικτικά φορτία σχεδιασμού περίπου 100 W/m2, άρα συνολικά απαιτείται μία εγκατάσταση ισχύος 15 kW. Η ίδια οικία με ενισχυμένο κέλυφος έχει περίπου τα μισά φορτία, 50 W/m2 άρα απαιτεί τη μισή ισχύ 7,5 kW. Είναι λοιπόν εύκολα κατανοητό πως με απλές αλλά αποτελεσματικές παρεμβάσεις μπορούμε να εξοικονομήσουμε ενέργεια και μάλιστα για μεγάλο βάθος χρόνου.

Οι λύσεις που δύνανται να εφαρμοστούν δεν περιερίζονται μόνο σε παθητικές εφαρμογές αλλά επεκτείνονται και στις ενεργητικές λειτουργίες ενός κτιρίου. Μία μέθοδος η οποία μπορεί με σωστό σχεδιασμό να αποδόσει και μάλιστα με ικανοποιητικότατα αποτελέσματα είναι η ανάκτηση ενέργειας. Σε αρκετές οικίες τοποθετούνται για την κάλυψη των φορτίων fan coils ή ανεμιστήρες για τον εξαερισμό του χώρου. Στις εγκαταστάσεις αυτές απαιτείται η εισαγωγή νωπού αέρα περιβάλλοντος για την ανανέωση και το καθαρισμό του εσωτερικού αέρα. Η εισαγωγή αυτή αυξάνει δραστικά τα φορτία αυξάνοντας διαρκώς το χρόνο λειτουργίας της εγκατάστασης και το χρόνο που απαιτείται για τη δημιουργία ιδανικών συνθηκών σε ένα χώρο. Ο νωπός αέρας θα μπορούσε, με τη τοποθέτηση ενός εναλλάκτη θερμότητας να προεπεξεργαστεί με αέρα επιστροφής από το κτίριο και να μειώσει αισθητά τα φορτία κλιματισμού. Οι εφαρμογές αυτές απαιτούν μικρό κόστος τοποθέτησης και λειτουργίας αρκεί κατά το σχεδιασμό να συμπεριληφθούν στις απαιτήσεις ενός κτιρίου.

Οι τεχνικές εξοικονόμησης ενέργειας δεν περιορίζονται μόνο στην μείωση των φορτίων κλιματισμού αλλά και στην κάλυψη αυτών με συστήματα που εργάζονται σε χαμηλότερες θερμοκρασίες. Στη χώρα μας η έννοια της θέρμανσης είναι απόλυτα συνηφασμένη με την εγκατάσταση ενός λέβητα και θερμαντικών σωμάτων για τη χειμερινή περίοδο. Τα θερμαντικά σώματα περιορίζουν τον ωφέλιμο χώρο ενός κτιρίου ενώ η αίσθηση θέρμανσης που προκαλούν λόγω της μικρής τους επιφάνειας και των μεγάλων θερμοκρασιών που εργάζονται είναι τοπική και σε αρκετές περιπτώσεις ενοχλητική. Η ελάχιστη συνθήκη λειτουργίας ενός τέτοιου συστήματος είναι οι 80 0C, ενώ αδυνατούν να χρησιμοποιηθούν κατά τη θερινή περίοδο για τη ψύξη ενός χώρου. Η τοποθέτηση συστημάτων τα οποία ενσωματώνονται εντός του δαπέδου, της τοιχοποιείας ακόμα και την οροφή ενός χώρου και εργάζονται σε χαμηλότερς θερμοκρασίες δεν αποτελούν μόνο ενεργειακή λύση αλλά προσφέρουν και μηδαμινή όχληση στο εσωτερικό με τη δημιουργία καλύτερης αίσθησης και το χειμώνα και το θέρος. Τα συστήματα ακτινοβολίας χαμηλών θερμοκρασιών έχουν συνθήκη λειτουργίας τους 40 0C (κατά τη θέρμανση) και δεν απαιτούν καμία συντήρηση μετά τη τοποθέτηση σους. Η λειτουργικότητα τους σε τέτοιο εύρος θερμοκρασιών του εργαζόμενου μέσου οφείλεται στη μεγάλη επιφάνεια συναλλαγής θερμότητας.

Η εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας αποτελεί μία σημαντική παράμετρο στην δημιουργία αποδοτικών ενεργειακά κτιρίων τόσο για τη κάλυψη των φορτίων κλιματισμού όσο και για τη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Στη χώρα μας η τοποθέτηση ηλιακών εγκαταστάσεων για τη παραγωγή ζεστού νερού χρήσης είναι ευρέως διαδομένη και χρησιμοποιείται σε όλες τις σύγχρονες κατασκευές. Η θερμική ενέργεια που τόσο απλόχερα μας παρέχει η φύση μπορεί να αξιοποιηθεί και σε άλλες εφαρμογές όπως η θέρμανση ενός χώρου. Η αποθήκευση ενέργειας σε δοχεία κα η εκμετάλλευση της από συστήματα ακτινοβολίας χαμηλών θερμοκρασιών (συχνά αναφέρεται στη βιβλιογραφία ως ηλιακή θέρμανση) είναι ένας εξίσου αποδοτικός τρόπος αξιοποίησης της. Τέλος η τοποθέτηση φωτοβολταϊκών κατόπτρων για τη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας αποτελεί όχι μόνο μια εναλλακτική πηγή ενέργειας αλλά και μία συνεχή πηγή εσόδων αφού σύμφωνα με την υπάρχουσα Ελληνική νομοθεσία όλη η περίσσεια ισχύς αγοράζεται από τη Δημόσια Επιχείρηση Ηλεκτρισμού.

Οι παρεμβάσεις που δύνανται να πραγματοποιηθούν για εξοικονόμηση ενέργειας σε ένα κτίριο δεν αποτελούν μέρος μόνο του αρχικού σχεδιασμού αλλά επεκτείνονται και σε ήδη υπάρχουσες ηλεκτρομηχανολογικές εγκαταστάσεις. Τα βήματα για τη δημιουργία ενός μη ηλεκτροβόρου κτιρίου μπορούν να ξεκινήσουν από απλές αλλά αποτελεσματικότες ενέργειες όπως η χρήση λαμπτήρων χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, τη χρήση χρονοδιακοπτών για την ελάχιστη απαραίτητη λειτουργία κινητήρων, την εφαρμογή τακτικών συντηρήσεων των εγκαταστάσεων για τη βέλτιστη λειτουργία τους και την ενίσχυση της μόνωσης σε προεγκατεστημένα δίκτυα μειώνοντας τις απώλειες ενέργειας. Εξίσου σημαντική, όπου είναι εφαρμόσιμη, είναι η χρήση Inverter στους κινητήρες και διατάξεων βελτιώσης του συνιμητόνου λειτουργίας (cos φ).