Στην Ευρώπη, ο κτιριακός τομέας διαθέτει σημαντικό δυναμικό βελτίωσης όσον αφορά την ενεργειακή απόδοση των υφιστάμενων κτιρίων. Με την αξιοποίηση σύγχρονων συστημάτων διαχείρισης κτιρίων, είναι πλέον δυνατή η επίτευξη σημαντικών ποσοστών εξοικονόμησης ενέργειας.
Του κ. Αντώνη Μαϊτού*
Οι ευρωπαϊκές τεχνικές Οδηγίες εξηγούν πώς μπορεί να επιτυγχάνεται ενεργειακή αποδοτικότητα. Ειδικά για τον κτιριακό τομέα έχει εκδοθεί η δημοφιλής Οδηγία 2012/27 για την ενεργειακή απόδοση, η οποία είναι γνωστή και ως Energy Efficiency Directive και υιοθετήθηκε από το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο το 2012. Η συγκεκριμένη Οδηγία έθεσε την ενεργειακή αποδοτικότητα στον πυρήνα της ευρωπαϊκής στρατηγικής και ταυτόχρονα όρισε ένα βασικό στόχο: την αύξηση του ποσοστού των ανακαινιζόμενων κτιρίων στην Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ).
Στην ανανεωμένη ενεργειακή Οδηγία 2023/1971 καταγράφεται ότι το υφιστάμενο κτιριακό απόθεμα στην ΕΕ έχει χαμηλές ενεργειακές επιδόσεις σε ποσοστό 75%. Αυτό σημαίνει ότι τα κτίρια στην ΕΕ έχουν πολύ μεγάλες δυνατότητες εξοικονόμησης ενέργειας. Αυτή η πραγματικότητα οδήγησε στη λήψη της δέσμης μέτρων «Fit for 55», με στόχο τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου κατά 55% ως το 2030 σε σχέση με τα επίπεδα του 1990.
Τεχνικοί Κανονισμοί και Οδηγίες
Η εξοικονόμηση ενέργειας απαιτεί καθορισμένες τεχνικές εργασίες και βασίζεται σε αναλυτικές μεθοδολογίες, ενώ το σχετικό κανονιστικό πλαίσιο καταγράφεται σε τεχνικούς Κανονισμούς / Οδηγίες όπως είναι ενδεικτικά οι εξής:
Ο ελληνικός οδηγός ενεργειακών ελέγχων του 2017.
Το διεθνές πρότυπο ΙSO 50002 που παρέχει οδηγίες για τη διεξαγωγή ενεργειακών επιθεωρήσεων.
Το διεθνές πρωτόκολλο μέτρησης και εξακρίβωσης απόδοσης (International Performance Measurement and Verification Protocol [IPMVP]).
Η οδηγία 14 της Αμερικανικής Ένωσης Μηχανικών Θέρμανσης, Ψύξης και Κλιματισμού (American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers [ASHRAE]) για την ποσοτικοποίηση της εξοικονόμησης σε ενεργειακές εγκαταστάσεις κτιρίων.
Για την εφαρμογή των παραπάνω θα πρέπει να τηρούνται τα παρακάτω:
- Πριν από την εγκατάσταση ενός νέου μηχανολογικού συστήματος (π.χ. μίας αντλίας θερμότητας), να χρησιμοποιείται ένα υπολογιστικό μοντέλο βάσης, που να καταγράφει την πρότερη κατάσταση, τις ωριαίες μετρήσεις κατανάλωσης, καθώς και τις ώρες χρήσης, δίνοντας μία περιληπτική τεχνική αναφορά.
- Να τηρείται συγκεκριμένη διαδικασία εγκατάστασης, με ρύθμιση, έλεγχο λειτουργικής παραλαβής και πιθανώς διασύνδεση με ελεγκτή αυτοματισμού.
- Μετά την εγκατάσταση του νέου μηχανολογικού συστήματος, να παραδίνονται τα τελικά σχέδια υπάρχουσας κατάστασης (as built), που δείχνουν πώς ακριβώς εγκαταστάθηκε το σύστημα.
- Να δίνεται περιγραφή των αλγορίθμων ελέγχου (sequence of operations), δηλαδή ο τρόπος λειτουργίας και οι κανόνες με τους οποίους το σύστημα αυτοματισμού ελέγχει τη λειτουργία του μηχανήματος.
- Να παρέχονται εγχειρίδια και σύντομη εκπαίδευση στους χρήστες ή στους τεχνικούς, ώστε να γνωρίζουν πώς να χειρίζονται και να συντηρούν το νέο σύστημα.
Λαμβάνοντας υπόψη ότι το κτίριο στο οποίο εφαρμόζεται η εξοικονόμηση διαθέτει σύστημα / ελεγκτή αυτοματισμού (Building Management System / Building Automation System), η παραπάνω διαδικασία θα πρέπει να εκτελείται σύμφωνα με τον πίνακα 1.
| Α/Α | ΔΙΕΡΓΑΣΙΑ | ΜΕΣΑ |
| 1 | Μετρητικό σύστημα | Αισθητήρες μετρούν θερμοκρασία, πληθυσμό, φωτεινότητα, καταναλισκόμενη ισχύ κλπ. Κατάλληλοι μορφοτροπείς μετασχηματίζουν την καταγεγραμμένη μέτρηση και την ψηφιοποιούν. |
| 2 | Επικοινωνία και διαχείριση | Οι ροές δεδομένων των μετρητικών συστημάτων χρησιμοποιούν πρωτόκολλα αυτοματισμού (όπως BACnet, Modbus, KNX κλπ. μέσω δομημένων καλωδιώσεων σε έναν κεντρικό ελεγκτή), συνήθως αφού μεσολαβήσει μία συσκευή μετατροπής σήματος / δεδομένων για μετάφραση πρωτοκόλλων (gateway) |
| 3 | Ανάλυση δεδομένων | Αναλύονται τα δεδομένα, υπολογίζονται δυνατότητες εξοικονόμησης και βέλτιστα σημεία ρύθμισης, και εντοπίζονται σφάλματα λειτουργίας. |
| 4 | Απόφαση | Η ανάλυση οδηγεί σε απόφαση προκειμένου να επιτευχθούν τα σημεία λειτουργίας π.χ. σε εντολή μεταβολής θερμοκρασίας, μείωσης φωτισμού κλπ. |
| 5 | Εντολές | Οι εντολές αποστέλλονται σε ενεργοποιητές (βαλβίδες, ρελέ κλπ.) |
| 6 | Ανατροφοδότηση | Τα μετρητικά συστήματα ανατροφοδοτούν το αποτέλεσμα. |
| 7 | Αναφορά | Το σύστημα διαχείρισης αποτυπώνει γραφικά και με πίνακες το αποτέλεσμα της διεργασίας. |
Διεργασία υλοποίησης εξοικονόμησης ενέργειας με χρήση συστήματος αυτοματισμού κτιρίων (Building Automation Systems [BAS]) και κεντρικού συστήματος ελέγχου κτιρίου (Building Management System [BMS]).
Τεχνολογίες εξοικονόμησης
Προκειμένου να υλοποιούνται διαδικασίες εξοικονόμησης στον τομέα της θέρμανσης, της ψύξης και του κλιματισμού, απαιτούνται νέες και ευφυείς τεχνολογίες (βλ. πίνακα 2), όπως είναι:
- Μοτέρ μεταβαλλόμενης συχνότητας (Variable Frequency Drives [VFD] / inverter) σε ανεμιστήρες και αντλίες.
- Ευφυείς θερμοστάτες σε συνδυασμό με αισθητήρες παρουσίας ανά ζώνη.
- Αισθητήρες CΟ2 για το σύστημα αερισμού, για μεταβολή αερισμού βάσει ζήτησης.
- Συστήματα κλιματισμού με μεταβλητή παροχή (VRF / VRV).
- Συσκευές αερισμού με εναλλάκτη για ανάκτηση θερμότητας και υγρασίας.
| Α/Α | Δράση | Αναμενόμενη εξοικονόμηση (%) |
| 1 | Εγκατάσταση VFD /Inverter | Άνω του 20% |
| 2 | Θερμοστάτες & αισθητήρες παρουσίας | 5-20% |
| 3 | Αισθητήρες CO2 – DCV | Άνω του 10%, ανάλογα με τη χρήση του κτιρίου |
| 4 | Συστήματα VRF / VRV | 15-30% ανάλογα με την κλιματική ζώνη και τη σχεδίαση. |
Αναμενόμενες εξοικονομήσεις ενέργειας με υφιστάμενες τεχνολογίες.
Η υλοποίηση διαδικασιών εξοικονόμησης απαιτεί τεχνικούς με πιστοποιημένες δεξιότητες και μηχανικούς με θεωρητική εκπαίδευση και πρακτική εμπειρία. Ήδη διάφοροι ευρωπαϊκοί φορείς και οργανισμοί παρέχουν εκπαίδευση σε τεχνικές για εξοικονόμηση ενέργειας σε κτίρια, όπως είναι ενδεικτικά:
Μετρήσεις αεροστεγανότητας (LEED, CasaClima, Passivhaus, Minergie κλπ.).
Πιστοποίηση ΕUCert για την εγκατάσταση αντλιών θερμότητας (ΕEuropean Heat Pump Association).
Πιστοποίηση KNX για διασύνδεση με σύστημα αυτοματισμού (knx.org).
Εν κατακλείδι
Η εκπαίδευση και η πιστοποίηση σε νέες ευφυείς τεχνολογίες που επιτυγχάνουν εξοικονόμηση ενέργειας, θα επιτρέψει στους τεχνικούς να υλοποιούν γρηγορότερα και ορθότερα τέτοιες εργασίες. Με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης, η εκπαίδευση και πιστοποίηση των τεχνικών που συντηρούν, διαχειρίζονται, εγκαθιστούν και ανακαινίζουν τεχνικές εγκαταστάσεις γίνεται ευκολότερη.
Ο στόχος που επιβάλλει την εξοικονόμηση ενέργειας είναι κοινός και καταγράφεται στην ευρωπαϊκή Οδηγία 2023/1971 για την ενεργειακή απόδοση: Να μειωθούν οι καθαρές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου κατά τουλάχιστον 55% έως το 2030, σε σχέση με τα επίπεδα του 1990, και επιπλέον να επιτευχθεί κλιματική ουδετερότητα έως το 2050.
*O κ. Αντώνης Μαϊτός είναι μέλος του εργαστηριακού διδακτικού προσωπικού (Ε.ΔΙ.Π.) του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου Δυτικής Αττικής.
ΠΗΓΕΣ
-Ευρωπαϊκή Οδηγία 2012/27
-Ευρωπαϊκή Οδηγία 2023/1971
-ASHRAE.org.
-Smart Buildings: Using Smart Technology to Save Energy in Existing Buildings.
-Agenzia Casaclima/Klimahaus
