Σχεδίαση σε CAD και ενεργειακή αναβάθμιση 12ου Δημοτικού Σχολείου Ζωγράφου με τεχνοοικονομική μελέτη και χρονοδιάγραμμα απόσβεσης

Μπαλαμώτης, Βασίλειος

Computer-Aided Design (CAD) and upgrade of the energy efficiency of the 12th Elementary school building in Zografou area with technical and financial study of investment and amortization schedule

Διπλωματική εργασία

Author

Μπαλαμώτης, Βασίλειος

Date

2024-07-10

Advisor

KANETAKI, ZOE
Προεστάκης, Εμμανουήλ

Διπλωματική Εργασία (4.421Mb)

Keywords

Ενεργειακή αναβάθμιση ; Ενέργεια ; Κατανάλωση ενέργειας ; Φωτοβολταϊκά συστήματα ; Εξοικονόμηση ενέργειας ; Μόνωση ; Μείωση κατανάλωσης ; Χρόνος απόσβεσης

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία θα εξεταστεί μια σχολική μονάδα πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης και συγκεκριμένα το 12ο Δημοτικό σχολείο Ζωγράφου, μια σχολική μονάδα η άδεια της οποίας εκδόθηκε το 1977, δηλαδή έτος κατά το οποίο δεν είχε προβλεφθεί κανένα μέτρο που να προβλέπει την θερμομονωτική επάρκεια των κτιρίων. Στα πλαίσια της εργασίας , θα μελετηθεί το κτίριο ως προς την ενεργειακή του κατάσταση ακολουθώντας την αναθεωρημένη τεχνική οδηγία του τεχνικού επιμελητηρίου, ενώ στην συνέχεια θα γίνουν και προτάσεις αναβάθμισής του υπολογίζοντας παράλληλα τόσο το κοστολόγια για κάθε μια από τις τρείς προτάσεις αλλά και τον χρόνο τελικής απόσβεσης της κάθε μιας. Τέλος, θα συγκρίνουμε τις προτάσεις από την τεχνικοοικονομική τους σκοπιά και θα επιλέξουμε την βέλτιστη. Για την εκπόνηση της εργασίας , αρχικά έγινε η συλλογή των στοιχείων . Σε αυτά τα πλαίσια λοιπόν, πραγματοποιήθηκε επίσκεψη στην πολεοδομία του Ζωγράφου όπου λάβαμε τα αρχιτεκτονικά σχέδια του σχολείου και την άδεια. Εφόσον , έγινε η μελέτη των αρχιτεκτονικών σχεδίων και η αποτύπωση τους στο λογισμικό autocad, πραγματοποιήθηκε επίσκεψη στη σχολική μονάδα προκειμένου να καταγράψουμε πληροφορίες για τα ηλεκτρομηχανολογικά δεδομένα του σχολείου και τα συστήματα θέρμανσης και ψύξης καθώς και επιπλέον πληροφορίες για το κέλυφος . Τη συλλογή δεδομένων ακολουθεί η καταχώρησή τους στο πρόγραμμα του ΤΕΕ ΚΕΝΑΚ το οποίο επεξεργάζεται τα πραγματικά δεδομένα που του εισάγουμε και εξάγει τα τελικά αποτελέσματα για το υπό μελέτη κτίριο, ενώ παράλληλα εξάγει αποτελέσματα και για τρείς θεωρητικές επεμβάσεις που έχουμε πραγματοποιήσει στη δομή του κτιρίου. Οι επεμβάσεις αυτές εισάγονται στο λογισμικό με την μορφή τριών σεναρίων. Στο πρώτο σενάριο πραγματοποιούμε θερμομόνωση του κτιρίου τόσο στην τοιχοποιία όσο και στην οροφή καθώς και αναβάθμιση φωτισμού με την αντικατάσταση των λαμπτήρων με νέους πιο αποδοτικούς καθώς και εγκατάσταση αισθητήρων κίνησης προκειμένου να επιτευχθεί βέλτιστη εξοικονόμηση . Το δεύτερο σενάριο αφορά την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών πάνελ για τη κάλυψη των αναγκών φωτισμού ενώ το τρίτο σενάριο πρόκειται για ένα συνδυασμό των σεναρίων ένα και δύο ενώ παράλληλα γίνεται και αντικατάσταση των κουφωμάτων της βορειοανατολικής πλευράς με νέα ενεργειακά κουφώματα. Τα τελικά αποτελέσματα είναι τα εξής. Το υφιστάμενο κτίριο είναι ενεργειακής κλάσης Δ και κρίνεται ως ενεργειακά μη αποδοτικό . Από το πρώτο σενάριο η σχολική μονάδα γίνεται ενεργειακής κλάσης Β και απαιτεί 14 χρόνια απόσβεσης. Το σενάριο δύο δηλαδή η εγκατάσταση φωτοβολταϊκών απορρίπτεται αφού η ενεργειακή κλάση Γ που προκύπτει δεν εγκρίνεται από από την σχετική νομοθεσία . Τέλος το τρίτο σενάριο πού ανεβάζει την ενεργειακή κλάση στο Β+ της σχετικής κατάταξης, θα απορριφθεί λόγω οικονομικών κριτηρίων αφού το κόστος υλοποίησης είναι υπερδιπλάσιο σε σχέση με το αντίστοιχο του πρώτου σεναρίου με αντίστοιχα ενεργειακά κέρδη και αυξημένο χρόνο απόσβεσης στα 19,2 έτη. Εν τέλει το επικρατέστερο σενάριο είναι το πρώτο με συνολικό κόστος επένδυσης € 106.000.

Abstract

In this thesis a primary school unit will be examined, namely the 12th Primary School of Zografou, a school unit whose permit was issued in 1977, a year in which no measures were provided for the thermal insulation of buildings. In the context of the work, the building will be studied in terms of its energy situation following the revised technical directive of the Technical Chamber, and then proposals will be made to upgrade it, calculating both the cost of each of the three proposals and the final payback period of each one. Finally, we will compare the proposals from a technical and economic point of view and select the best one. For the elaboration of the work , first of all the data collection was done. In this context, therefore, a visit was made to the urban planning office of Zografou where we received the architectural plans of the school and the permit. Since , the study of the architectural plans and their mapping in autocad software was done , a visit to the school unit was carried out in order to record information about the electromechanical data of the school and the heating and cooling systems as well as additional information about the shell . The data collection is followed by their entry into the program of TEI-KENAK which processes the actual data that we enter and produces the final results for the building under study, while at the same time it produces results for three theoretical interventions that we have carried out on the structure of the building. These interventions are entered into the software in the form of three scenarios. In the first scenario we carry out thermal insulation of the building both in the walls and the roof as well as lighting upgrades by replacing the lamps with new more efficient ones and installing motion sensors in order to achieve optimal savings. The second scenario involves the installation of photovoltaic panels to meet the lighting needs while the third scenario is a combination of scenarios one and two and the replacement of the windows on the northeast side with new energy frames. The final results are as follows. The existing building is energy class D and is judged to be energy inefficient. From the first scenario the school becomes energy class B and requires 14 years of depreciation. Scenario two, i.e. the installation of photovoltaic panels, is rejected since the resulting energy class C is not approved by the relevant legislation. Finally, the third scenario, which raises the energy class to B+ of the relevant classification, will be rejected due to economic criteria since the cost of implementation is more than double the cost of the first scenario with corresponding energy gains and an increased payback period of 19.2 years. In the end, the preferred scenario is the first one with a total investment cost of € 106,000.