Το μάθημα συμπεριλαμβάνει όλη την απαιτούμενη θεωρητική και πρακτική γνώση για τις τεχνολογίες εξοικονόμησης και διαχείρισης ενέργειας καθώς και τη χρήση τεχνολογιών ΑΠΕ στα κτίρια. Η ύλη του μαθήματος ενσωματώνει σύγχρονες υπολογιστικές μεθόδους εκτίμησης/υπολογισμού της ετήσιας τελικής καταναλισκόμενης πρωτογενούς ενέργειας σε κτίρια (σύμφωνα με τη μεθοδολογία του Κανονισμού Ενεργειακής Αποδοτικότητας Κτιρίων, ΚΕΝΑΚ) και της βαθμονόμησης/κατάταξης των σε συγκεκριμένη ενεργειακή κατηγορία. Επίσης θα παρέχει εργαλεία αξιολόγησης της χρήσης συγκεκριμένων μορφών ΑΠΕ στα κτίρια ενώ τέλος θα παρουσιάζονται και τα βασικά οικονομικά κριτήρια αξιολόγησης των ενεργειακών επενδύσεων.
Συνεπώς, με την ολοκλήρωση των παραδόσεων οι φοιτητές θα πρέπει να:
- έχουν κατανοήσει βασικούς ορισμούς και θεμελιώδεις έννοιες και διακρίσεις ανάμεσα στις συμβατικές και τις ανανεώσιμες μορφές ενέργειας αλλά και στις ενεργειακές μετατροπές και τους βαθμούς απόδοσης των σύγχρονων τεχνολογιών.
- Έχουν αντιληφθεί την έννοια του ενεργειακού ισοζυγίου ( σε επίπεδο κτιρίου, βιομηχανίας, ενεργειακού τομέα και χώρας) και της συμμετοχής των διαφόρων ενεργειακών πηγών σ αυτό.
- Έχουν κατανοήσεις τις βασικές μορφές ΑΠΕ , όπως την ηλιακή και αιολική ενέργεια, την βιομάζα-βιοενέργεια, την γεωθερμία, την υδραυλική ενέργεια και την ενέργεια από θαλάσσια κύματα, τα βασικά πλεονεκτήματα ή/και μειονεκτήματα από τη χρήση τους, και τα σημερινά τεχνολογικά όρια της ενεργειακών μετατροπών και της απόδοσής κάθε μορφής ΑΠΕ
- Έχουν κατανοήσει την έννοια το περιεχόμενο και την αναγκαιότητα καθώς και τις υπάρχουσες δυνατότητες εξοικονόμησης ενέργειας στον κτιριακό τομέα ( τόσο στο κέλυφος όσο και στις ηλεκτρομηχανολογικές εγκαταστάσεις και συστήματα), καθώς και την ευρύτερη έννοια της ενεργειακής διαχείρισης κτηρίων και εγκαταστάσεων.
- είναι σε θέση να γνωρίζουν τις διαδικασίες και τις μεθόδους ελέγχων και μετρήσεων διαφόρων ενεργειακών μεγεθών ( ηλεκτρικές καταναλώσεις, μετρήσεις παραμέτρων εγκαταστάσεων ΘΨΚ, μετρήσεις/υπολογισμός βαθμού απόδοσης καύσεων κ.λπ.) καθώς και να τις εφαρμόζουν σε συγκεκριμένες περιπτώσεις
- είναι σε θέση να εκτιμήσουν / υπολογίσουν τις ενεργειακές καταναλώσεις σε ετήσια βάση για την λειτουργία των εγκαταστάσεων ενός κτηρίου , με τη βοήθεια από τη μια μετρήσεων και από την άλλη δόκιμων υπολογιστικών μεθόδων και εργαλείων ενεργειακής διαχείρισης
- είναι σε θέση να βαθμονομήσουν και να κατατάξουν σε συγκεκριμένη ενεργειακή κατηγορία διάφορα είδη κτιρίων, με βάση την επίσημη υπάρχουσα μεθοδολογία (ΚΕΝΑΚ) και με τη χρήση κατάλληλων λογισμικών εργαλείων (όπως π.χ. το ΤΕΕ/ΚΕΝΑΚ).
- βάση δόκιμες μεθοδολογίες και εργαλεία, (ΚΕΝΑΚ,ΤΕΕ?ΚΕΝΑΚ)
- είναι σε θέση να εντοπίσουν και να προτείνουν τη χρήση των κατάλληλων επεμβάσεων εξοικονόμησης ενέργειας σε κτίρια, και να τις αξιολογήσουν τόσο από πλευράς τεχνικής (αποδοτικότητα , υποκατάσταση άλλων ενεργειακών πηγών, περιβαλλοντικά οφέλη) , όσο και από οικονομικής πλευράς, (με τη χρήση κατάλληλων δεικτών αξιολόγησης επενδύσεων).
Το μάθημα παρουσιάζει σε πέντε βασικές ενότητες, θέματα σχετικά με την Εξοικονόμηση & Διαχείριση ενέργειας και την χρήση ΑΠΕ στα κτίρια.
Α. Στην εισαγωγική ενότητα «Μορφές ενέργειας, μετατροπές και βαθμοί απόδοσης , ενεργειακά ισοζύγια», παρουσιάζονται (και συνδέονται με όσα έχουν αναφερθεί και σε προηγούμενα μαθήματα του ενεργειακού κύκλου) οι ορισμοί και θεμελιώδεις έννοιες και διακρίσεις ανάμεσα στις συμβατικές και τις ανανεώσιμες μορφές ενέργειας, αλλά και στις ενεργειακές μετατροπές και τους βαθμούς απόδοσης των σύγχρονων τεχνολογιών. Επίσης εισάγεται η έννοια του ενεργειακού ισοζυγίου και παρουσιάζονται παραδείγματα ενεργειακών ισοζυγίων από κτίρια διαφόρων χρήσεων (κατοικία, ξενοδοχείο, βιοτεχνία/βιομηχανία) αλλά και γίνεται αναφορά στο ενεργειακό ισοζύγιο ενός ευρύτερου τομέα (π.χ. κτιριακός τομέας) ή/και ολόκληρης της χώρας
Β. Στην ενότητα αυτή, που αφορά τις» Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ)» και τη χρήση τους στον κτιριακό τομέα, παρουσιάζονται οι βασικές μορφές ΑΠΕ , όπως ηλιακή και αιολική ενέργεια, η βιομάζα-βιοενέργεια, η γεωθερμία, η υδραυλική ενέργεια και η ενέργεια από θαλάσσια κύματα, τα βασικά πλεονεκτήματα ή/και μειονεκτήματα από τη χρήση τους, και τα σημερινά τεχνολογικά όρια της ενεργειακών μετατροπών και της απόδοσής κάθε μορφής ΑΠΕ. Επίσης θα δοθεί έμφαση στην χρήση των διαφόρων μορφών ΑΠΕ στα κτίρια, ( π.χ. i) μετατροπή ηλιακής ενέργειας σε θερμική για θέρμανση ΖΝΧ με συστήματα ΘΗΣ, αλλά και ii) μετατροπή ηλιακής σε ηλεκτρική μέσω Φ/Β συστημάτων και κάλυψη μέρους αναγκών σε ηλεκτρική ενέργεια, ii) εφαρμογές γεωθερμικών αντλιών θερμότητας στα κτίρια και iv) τέλος θα παρουσιαστούν περιπτώσεις υποκατάστασης συμβατικών καυσίμων από καύσιμες μορφές βιομάζας κ.λπ.).
Γ. Στην Τρίτη ενότητα με τον ευρύτερο τίτλο, «Εξοικονόμηση και Διαχείριση ενέργειας στα κτίρια» θα παρουσιαστούν και αναλυθούν η έννοια και το περιεχόμενο της εξοικονόμησης ενέργειας στον κτιριακό τομέα θα αναδειχθεί η αναγκαιότητα και θα αναφερθούν οι υπάρχουσες τεχνολογικές δυνατότητες για επεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας, τόσο στο κέλυφος όσο και στις ηλεκτρομηχανολογικές εγκαταστάσεις και συστήματα, και τέλος θα μιλήσουμε για την ευρύτερη έννοια της ενεργειακής διαχείρισης κτηρίων και εγκαταστάσεων.
Οι σπουδαστές επίσης θα εισαχθούν στις διαδικασίες και τις μεθόδους ελέγχων και μετρήσεων διαφόρων ενεργειακών μεγεθών ( ηλεκτρικές καταναλώσεις, μετρήσεις παραμέτρων εγκαταστά- σεων ΘΨΚ, μετρήσεις/υπολογισμός βαθμού απόδοσης καύσεων κ.λπ.) και μέσα από συγκεκριμένα παραδείγματα θα αποκτήσουν την ικανότητα να τις εφαρμόσουν σε συγκεκριμένες περιπτώσεις.
Δ. Ακόμα στην ενότητα, «Υπολογισμοί ετήσιας καταναλισκόμενης πρωτογενούς ενέργειας, ενεργειακή ταξινόμηση και κατάταξη κτιρίων» θα παρουσιαστούν τα μέσα και οι μέθοδοι για την τους υπολογισμούς των ενεργειακών καταναλώσεων για την λειτουργία ενός κτιρίου σε ετήσια βάση, με όρους πρωτογενούς ενέργειας, με τη βοήθεια από τη μια μετρήσεων και από την άλλη δόκιμων υπολογιστικών μεθόδων και εργαλείων ενεργειακής διαχείρισης. Θα πραγματοποιηθεί τέλος (μέσα από εργαστηριακές ασκήσεις) η βαθμονόμηση και κατάταξη σε συγκεκριμένες ενεργειακές κατηγορίες διαφόρων ειδών κτιρίων, με βάση την επίσημη υπάρχουσα μεθοδολογία (ΚΕΝΑΚ) και με τη χρήση κατάλληλων λογισμικών εργαλείων (όπως π.χ. το ΤΕΕ/ΚΕΝΑΚ).
Ε. Τέλος στην ενότητα, «Προτάσεις ενεργειακών επεμβάσεων, τεχνική και οικονομική αξιολόγησή τους» θα εστιάσουμε στον εντοπισμό και τη χρήση των κατάλληλων επεμβάσεων εξοικονόμησης ενέργειας σε κτίρια, καθώς και στην αξιολόγησή τους, τόσο από πλευράς τεχνικής (αποδοτικότητα , υποκατάσταση άλλων μορφών ενέργειας, περιβαλλοντικά οφέλη) , όσο και από οικονομικής πλευράς, με τη χρήση κατάλληλων δεικτών αξιολόγησης επενδύσεων) ( όπως ενδεικτικά , την απλή και την έντοκη περίοδο αποπληρωμής, την καθαρά παρούσα αξία, τον λόγο οφέλους/κόστους καθώς και τον εσωτερικό βαθμό απόδοσης μιας επένδυσης.)