Έργο - Δράση

Τα Εργαστήρια «Ετερογενών Μειγμάτων & Συστημάτων Καύσης», «Ατμοκινητήρων και Λεβήτων» και «Εφαρμοσμένης Θερμοδυναμικής» κατασκεύασαν ένα πρότυπο οικίσκο ο οποίος συνδυάζει τα εξής καινοτόμα χαρακτηριστικά:

1)  Μη μόνιμη περιβαλλοντικά φιλική ελαφριά προκατασκευή

2) Δυνατότητα συνδυαστικής μελέτης και εναλλαγής καινοτόμων συστημάτων κελύφους και ενεργητικών συστημάτων παραγωγής και αποθήκευσης ενέργειας

Αξίζει να αναφερθεί ότι παρόμοιος πιλοτικός-ερευνητικός οικίσκος δεν υπάρχει στην Ελλάδα και αποτελεί καινοτομία και σε Ευρωπαϊκό επίπεδο λόγω του συνδυασμού των συστημάτων που μελετούνται.

Πρότυπος Οικίσκος ZEB:

Ο πρότυπος οικίσκος του ΕΜΠ σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε με κριτήρια:

Α) nZEB και ZEB (Κτήριο (Σχεδόν) Μηδενικής Ενεργειακής Κατανάλωσης)

Β) Δυνατότητα εναλλαγής τοιχοποιιών και υαλοπινάκων

Γ) Εύκολη εναλλαγή συστημάτων παραγωγής και αποθήκευσης θερμικής και ηλεκτρικής ενέργειας.

Δ) Πλήρη καταγραφή και έλεγχο της λειτουργίας των παθητικών και ενεργητικών συστημάτων του κτιρίου.

Στο πρότυπο κτήριο δοκιμάζονται ενεργειακά συστήματα που βασίζονται σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, με ενσωματωμένα συστήματα αποθήκευσης θερμότητας, ενώ θα δοθεί μεγάλο βάρος στην υψηλή ενεργειακή ποιότητα του κελύφους και τη δυνατότητα δοκιμής σε αυτό διαφορετικής τοιχοποιίας, καθώς επίσης και σε έξυπνα συστήματα φωτισμού, αυτοματισμών, ενώ στο κτήριο θα περιλαμβάνεται και ο πρώτος σταθμός φόρτισης ηλεκτρικών αυτοκινήτων στο ΕΜΠ.

Ο συνδυασμός των παραπάνω στην παρούσα εγκατάσταση καθιστά το Ε.Μ.Π. πρωτοπόρο σε αυτό το ερευνητικό πεδίο και δύναται να αποτελέσει το έναυσμα για την περαιτέρω έρευνα προηγμένων συστημάτων με στόχο τη μείωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος.

Σκοπός του κτηρίου είναι να χρησιμοποιηθεί στα πλαίσια εκπαιδευτικών, ακαδημαϊκών και ερευνητικών δραστηριοτήτων των Εργαστηρίων «Ετερογενών Μειγμάτων & Συστημάτων Καύσης», «Ατμοκινητήρων και Λεβήτων» και «Εφαρμοσμένης Θερμοδυναμικής» και γενικότερα του Τομέα Θερμότητας της Σχολής Μηχανολόγων Μηχανικών του ΕΜΠ.

Πρότυπες κλίνες κινητήρων Diesel:

Δύο πρότυποι κινητήρες ένας μονοκύλινδρος και ένας πολυκύλινδρος είναι εγκατεστημένοι στις εγκαταστάσεις του Εργαστηρίου Μηχανών Εσωτερικής Καύσης.

Στο πλαίσιο της συντήρησης των παραπάνω κλινών θα χρησιμοποιηθεί διάταξη για τον έλεγχο της ρύπανσης μέσω μηχανισμού που αφαιρεί τους ρύπους, οι οποίοι σε διαφορετική περίπτωση θα απελευθερώνονταν στην ατμόσφαιρα.

Καινοτομία της πιλοτικής κατασκευής του οικίσκου Κέλυφος:

Προκατασκευασμένη σύμμικτη κατασκευή περίπου 60 m2, ενός ορόφου με νότιο προσανατολισμό. Ο χαλύβδινος φέρων σκελετός είναι από Shipping Container με αποσπόμενα και εναλλασσόμενα δομικά στοιχεία προκειμένου να γίνει δυνατή η μελέτη νέων παθητικών συστημάτων. Η πιλοτική κατοικία είναι κατασκευασμένη σύμφωνα με τα πρότυπα “cargotecture”.

Ο όρος “cargotecture“ είναι σύνθετη λέξη από το cargo και architecture και καθιερώθηκε για να περιγράψει τα συστήματα δόμησης που χρησιμοποιούν αποκλειστικά ή εν μέρει κοντέινερ ως δομικά υλικά. Η cargotecture εντάσσεται στη βιοκλιματική αρχιτεκτονική, κυρίως γιατί αξιοποιεί τα κοντέινερ ως δομικό υλικό, και, επομένως, με αυτό τον τρόπο τα ‘ανακυκλώνει’ και επαναπροσδιορίζει τη χρήση τους. Τα κτίσματα αυτά προσφέρουν φορητότητα και καλύτερη στατικότητα έναντι των συμβατικών δομικών υλικών.

Εικόνα 1: Χαρακτηριστικά της τοιχοποιίας και του τρόπου κατασκευής.

Εικόνα 2: Αποσπώμενα δομικά στοιχεία οικίσκου

Ο οικίσκος είναι χωρισμένος σε αυστηρά ελεγχόμενες θερμικές ζώνες με έξι αποσπώμενες και μεταβαλλόμενες τοιχοποιίες (panels). Επιπρόσθετα, χρειάζεται να είναι εξοπλισμένος με θερμομονωτικούς υαλοπίνακες  με προδιαγραφές για χρήση σε παθητικά κτήρια, κινητό σκίαστρο και σύστημα ενδοδαπέδιας θέρμανσης/δροσισμού ώστε να προσδοθούν στον οικίσκο ιδιότητες ενός σύγχρονου κτηρίου, συμβατού με τις βέλτιστες Ευρωπαϊκές πρακτικές τόσο όσον αφορά το κέλυφος του κτηρίου και τη θερμική του συμπεριφορά (κέλυφος με προηγμένη θερμομόνωση, παθητικά και ενεργά δομικά στοιχεία και υαλοπίνακες πολύ χαμηλής θερμοπερατότητας), όσο και ως προς την απόδοση των ενεργειακών συστημάτων του (χρήση συστήματος θέρμανσης χαμηλών θερμοκρασιών με δυνατότητα δροσισμού με πλήρη αυτονομία σε κάθε ζώνη).

Καινοτομία της πιλοτικής κατασκευής του οικίσκου Κέλυφος:

Ο εξοπλισμός του οικίσκου για την κάλυψη των αναγκών θέρμανσης και ψύξης αλλά και για την κάλυψη των ηλεκτρικών φορτίων αυτών θα είναι:

• αντλίες θερμότητας,
• σύστημα ψύξης με ORC και επικουρικό σύστημα με λέβητα βιομάζας.
• ενεργητικά συστήματα περιλαμβάνουν ηλιακούς συσσωρευτές,
• PVs,
• δοχεία θερμικής αποθήκευσης και μπαταρίες,

Τα εν λόγω συστήματα βρίσκονται στο επίκεντρο της διεθνούς έρευνας ενώ ο συνδυασμός τους σε ενιαία εγκατάσταση αποτελεί αντικείμενο διερεύνησης που δεν έχει εξεταστεί σε διεθνή κλίμακα.

Εικόνα 3: Καινοτόμα δομικά στοιχεία (προκατασκευασμένη πρόσοψη) που ενσωματώνει ενεργητικά συστήματα)  που θα εγκατασταθούν

Όπως προαναφέρθηκε, η σύζευξη όλων αυτών των συστημάτων οδηγεί σε ένα υπερσύγχρονο (beyond state-of-the-art) οικίσκο με πληθώρα ερευνητικών δυνατοτήτων, όπως τη μελέτη δομικών στοιχείων, συστημάτων αυτοματισμού, αποθήκευσης ενέργειας και ενδεχομένως, τη μελέτη συστημάτων έξυπνου δικτύου/πόλεων (smart grid/cities) μέσω της παραγωγής, αποθήκευσης και διανομής ενέργειας (θερμικής/ψυκτικής και ηλεκτρικής) σε όμορες εγκαταστάσεις του ΕΜΠ.