Το πρότυπο EN ISO 13790

Σύμβολα και βασικές εξισώσεις για τον υπολογισμό της Ενεργειακής Απόδοσης των Κτιρίων όπως αυτά ορίζονται στο πρότυπο EN ISO 13790

Εισαγωγή

Η οδηγία (ντιρεκτίβα) για την Ενεργειακή Απόδοση (ΕΑ) των Κτιρίων (Energy Performance in Building Directive = EPBD 2002) εκδόθηκε από την Ευρωπαϊκή Ένωση το 2002 και απαιτούσε πριν από το 2006 όλα τα Κράτη Μέλη της Ε.Ε. να εφαρμόσουν την ΕΑ που θα περιλάμβανε :

Ελάχιστες ενεργειακές απαιτήσεις για τα νέα κτίρια

Πιστοποιητικό ΕΑ για όλα τα υπάρχοντα κτίρια όταν επισκευάζονται, πωλούνται ή ενοικιάζονται

Παράλληλα ο Οργανισμός Ευρωπαϊκής Τυποποίησης (European Committee for Standardisation = CEN ) σε σύντομο χρονικό διάστημα ενός έως δύο ετών ανέπτυξε ένα πλήρες σετ προτύπων που θα διευκόλυναν τα Κράτη Μέλη με κατάλληλες μεθόδους υπολογισμού. Αυτές οι μέθοδοι καλύπτουν τις θερμικές απώλειες από μεταφορά και αερισμό, εσωτερικά και ηλιακά θερμικά κέρδη, φυσικό φωτισμό, απαιτήσεις για θέρμανση και ψύξη, απώλειες των συστημάτων θέρμανσης και ψύξης, κατανάλωση ενέργειας για ζεστό νερό χρήσης, αερισμό και φωτισμό. Βεβαίως περιλαμβάνουν και τα συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Το διεθνές πρότυπο EN ISO 13790 ανήκει σε αυτό το σετ των προτύπων και είναι ο διάδοχος του παλαιότερου και πολύ γνωστού προτύπου ΕΝ 832.

Με χρονική υστέρηση μεγαλύτερη των δύο ετών ψηφίστηκε ο Νόμος 3661/08 (ΦΕΚ 89 Α΄/ 19-5-08) που εναρμονίζει την Ελληνική νομοθεσία με την Κοινοτική Οδηγία 2002/91/ΕΚ/16.12.2002 για την Ενεργειακή Απόδοση των Κτιρίων. Τουλάχιστον άλλοι έξι μήνες από τη δημοσίευση του νόμου θα απαιτηθούν προκειμένου να αρχίσει η υλοποίηση του, αφού στο μεταξύ πρέπει νε εκδοθούν μια σειρά από Υπουργικές Απόφάσεις και ένα Προεδρικό Διάταγμα.

Από την άλλη, οι έως τώρα προσπάθειες εξοικονόμησης ενέργειας και εξορθολογισμού της ενεργειακής κατανάλωσης (γνωστό και σαν ΚΟΧΕΕ) απέτυχαν, γιατί δεν υπήρξε ένα σαφές, συνεκτικό και φιλόδοξο πρόγραμμα εξοικονόμησης ενέργειας εστιασμένο στον μεγαλύτερο καταναλωτή ενέργειας, που δεν είναι άλλος από τα κτίρια.

Πολλά άρθρα έχουν δημοσιευτεί στα τεχνικά περιοδικά στις εφημερίδες και στο διαδίκτυο σχετικά με τον τρόπο εφαρμογής του ΚΕΝΑΚ στα υπάρχοντα αλλά και στα νέα κτίρια κατοικιών και του τριτογενή τομέα. Σκοπός του παρόντος άρθρου είναι η παρουσίαση της τεχνικής πλευράς του νέου Κανονισμού.

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

1. Στο πρότυπο EN ISO 13790 αλλά και σε όλα τα παρόμοια πρότυπα οι παραδοσιακοί αγγλικοί όροι losses και gains έχουν αντικατασταθεί από τους όρους heat transfer και heat sources αντίστοιχα.

   Αυτό έγινε γαι δύο λόγους:

   διότι σε λειτουργία ψύξης οι απώλειες μεταφοράς και αερισμού μπορεί να γίνουν πρακτικά κέρδη και από φυσική άποψη είναι σημαντικό να υπάρχει σαφής διάκριση μεταξύ θερμοροής που πρέπει να μοντελοποιηθεί σαν πηγή θερμότητας (π.χ. ηλιακή ακτινοβολία) και θερμοροής που πρέπει να μοντελοποιηθεί σαν θερμική αντίσταση με διαφορά θερμοκρασίας (ηλεκτρικό ισοδύναμο). Στο κείμενο που ακολουθεί χρησιμοποιούμε τους παλαιούς όρους θερμικές απώλειες και θερμικά κέρδη για να μην δημιουργήσουμε σύγχυση στους παλαιότερους συναδέλφους. Στο άμεσο μέλλον οι όροι αυτοί πρέπει να αντικατασταθούν με τους νέους όρους μετάδοση θερμότητας και πηγές θερμότητας αντίστοιχα.

2. Το πρότυπο EN ISO 13790 προβλέπει κάθε Κράτος Μέλος να επιλέξει την χρονική περίοδο που θα χρησιμοποείται στους υπολογισμούς. Ήδη τα περισσότερα μέλη έχουν επιλέξει σαν χρονική περίοδο το μήνα.
3. Παρακάτω διατηρήσαμε και τις αγγλικές περιγραφές όλων των φυσικών μεγεθών όπως αυτές αναφέρονται στα πρότυπα ώστε ο αναγνώστης να μπορεί να την συγκρίνει με την Ελληνική μετάφραση.

Απαιτούμενη ενέργεια για θέρμανση και ψύξη

Απαιτούμενη ενέργεια για θέρμανση

Υπολογίζεται για κάθε ζώνη και για κάθε μήνα από την παρακάτω εξίσωση :

Q_NΗ = Q_L,H - η_G,H·Q_GH πρέπει Q_NΗ ≥ 0

Όπου:

Απαιτούμενη ενέργεια για θέρμανση (Energy need for heating) (MJ)

Συνολικές θερμικές απώλειες για λειτουργία θέρμανσης (Total heat transfer for the heating mode) (MJ)

Συνολικά θερμικά κέρδη για λειτουργία θέρμανσης (Total heat sources for the heating mode) (MJ)

Συντελεστής χρήσης θερμικού κέρδους για λειτουργία θέρμανσης

(Dimensionless gain utilization factor for heating mode)

Απαιτούμενη ενέργεια για ψύξη

Υπολογίζεται για κάθε ζώνη και για κάθε μήνα από την παρακάτω εξίσωση :

Q_NC = Q_G,C - η_L,C·Q_L,C πρέπει Q^NC ≥ 0

Όπου:

Απαιτούμενη ενέργεια για ψύξη (Energy need for cooling) (MJ)

Συνολικές θερμικές απώλειες για λειτουργία ψύξης (Total heat transfer for the cooling mode) (MJ)

Συνολικά θερμικά κέρδη για λειτουργία ψύξης (Total heat sources for the cooling mode) (MJ)

Συντελεστής χρήσης θερμικών απωλειών για λειτουργία ψύξης

(Dimensionless heat losses utilization factor for cooling mode)

Συντελεστής χρήσης θερμικού κέρδους για λειτουργία θέρμανσης (ηG,H)

Ο συντελεστής χρήσης των εσωτερικών και ηλιακών κερδών λαμβάνει υπόψη το γεγονός ότι μόνο ένα μέρος των κερδών αυτών χρησιμοποιείται στη μείωση της απαιτούμενης ενέργειας για θέρμανση. Το υπόλοιπο καταλήγει σε μια ανεπιθύμητη αύξηση της εσωτερικής θερμοκρασίας πάνω από το σημείο ρύθμισης του θερμοστάτη (θi).

Από άποψη θερμικής ισορροπίας αγνοούμε το μη χρησιμοποιημένο κέρδος και ταυτόχρονα αγνοούμε τις προκύπτουσες επιπλέον απώλειες μεταφοράς και αερισμού λόγω της αυξημένης εσωτερικής θερμοκρασίας.

Ο συντελεστής ηG,H είναι συνάρτηση του λόγου γH = QG,H/QL,H και μίας αριθμητικής παραμέτρου αH που εξαρτάται από τη σταθερά χρόνου τ (θερμική αδράνεια) της ζώνης του κτιρίου. Υπολογίζεται για κάθε ζώνη και για κάθε μήνα απο τις παρακάτω εξισώσεις :

Όπου:

Αριθμός θερμικής ισορροπίας σε λειτουργία θέρμανσης (Dimensionless heat balance number for the heating mode, τ)

Αριθμητική παράμετρος που εξαρτάται από την σταθερά χρόνου (Dimensionless numerical parameter depending on the time constant, τ)

Αριθμητική σταθερά αναφοράς που εξαρτάται από τον τρόπο υπολογισμού (Dimensionless reference numerical parameter , determined according to calculation method)

Σταθερά χρόνου της ζώνης (Time constant of the building zone) (h)

Σταθερά χρόνου αναφοράς που εξαρτάται από τον τρόπο υπολογισμού

(Refererence time constant, determined according to calculation method) (h)

Οι σταθερές α_0,Η και τ_0,Η ορίζονται σε εθνικό επίπεδο και συνεπώς θα οριστούν από τον ΚΕΝΑΚ.

Μέχρι τότε, στους ενεργειακούς υπολογισμούς που κάνει το ThermoCAD έχουν ληφθεί:

α_0,Η = 0.8 και τ_0,Η = 70 h