Ενεργειακές Απώλειες Κουφωμάτων

Θερμογραφία Οικίας
Από τις κόκκινες περιοχές της φωτό
έχουμε τις μεγαλύτερες απώλειες θερμότητας.

Στο άρθρο αυτό θα δούμε πως με την χρήση της θερμικής αγωγιμότητας ενός κουφώματος μπορούμε να υπολογίσουμε τις ενεργειακές απώλειες που οφείλονται στα κουφώματα μιας οικίας. Για του υπολογισμούς θα θεωρήσουμε ένα σπίτι εμβαδού 115m². Θα κάνουμε μια εικονική τοποθέτηση κουφωμάτων διαφορετικών κατηγοριών από τα κουφώματα αλουμινίου με μονό τζάμι της δεκαετίας του 80 έως τα σύγχρονα ενεργειακά κουφώματα. Οι διαστάσεις και ο αριθμός των κουφωμάτων είναι ο ίδιος, έτσι έχουμε 10 κουφώματα συνολικού εμβαδού 20.306m².

Ας εξετάσουμε τώρα τις τέσσερις περιπτώσεις:

1^η Περίπτωση U_w1 : Συμβατικό πλαίσιο αλουμινίου, συμβατικό μονό τζάμι.
2^η Περίπτωση U_w2 : Συμβατικό πλαίσιο αλουμινίου, συμβατικό διπλό τζάμι.
3^η Περίπτωση U_w3 : Ενεργειακό πλαίσιο αλουμινίου (θερμοδιακοπτόμενο), ενεργειακό διπλό τζάμι.
4^η Περίπτωση U_w4 : Ενεργειακό πλαίσιο αλουμινίου (θερμοδιακοπτόμενο), ενεργειακό τριπλό τζάμι.

Από την μελέτη αυτών των περιπτώσεων λαμβάνουμε των παρακάτω πίνακα.

Πλάτος (m)	Ύψος (m)	S (m2)	Uw1 (W/m2K)	Uw2 (W/m2K)	Uw3 (W/m2K)	Uw4 (W/m2K)
1,80	2,20	3,960	6,31	3,90	2,13	1,68
1,60	1,00	1,600	6,59	4,34	2,31	1,92
1,65	0,96	1,584	6,59	4,34	2,32	1,93
0,90	2,20	1,980	5,20	4,00	2,16	1,97
1,20	2,20	2,640	6,54	4,27	2,31	1,91
1,20	0,96	1,152	6,80	4,61	2,43	2,08
1,35	2,20	2,970	6,46	4,15	2,25	1,83
0,64	0,75	0,480	8,70	4,81	2,48	2,16
1,65	2,20	3,630	6,35	3,97	2,16	1,72
0,50	0,62	0,310	9,50	5,22	2,63	2,36

Οι απώλειες θερμότητας δίνονται από την εξίσωση Q=s•U•Δθ•t

Όπου:
Q : Η θερμότητα
s : Το εμβαδό του κάθε κουφώματος
U : Η θερμική αγωγιμότητα του κάθε κουφώματος
Δθ : Η διαφορά θερμοκρασίας
t : Ο χρόνος εξέτασης (στη περίπτωσης μας 1 έτος = 31556736sec)

Από τον παραπάνω πίνακα πολλαπλασιάζοντας το εμβαδόν κάθε κουφώματος με τον συντελεστή θερμική αγωγιμότητας και μετά αθροίζοντας όλα αυτά τα γινόμενα Σ(s_i•U_i) παίρνουμε την συνολική ροή θερμότητας¹ ανά διαφορά θερμοκρασίας W/K για το σύνολο κάθε περίπτωσης.

	1η Περίπτωση	2η Περίπτωση	3η Περίπτωση	4η Περίπτωση	Μονάδες
Συνολική ροή θερμότητας ανά διαφορά θερμοκρασίας για το σύνολο των 20,306m2 των κουφωμάτων.	130,72306	84,42968	45,50924	37,56818	W/K
Ροή θερμότητας για μέση ετήσια διαφορά θερμοκρασίας2 8.5°C	1111,15	717,65	386,83	319,33	Watt
Ετήσια απώλεια θερμότητας	35064141295,02	22646763539,76	12207046114,05	10076997675,21	Joule
	8376823,36	5410311,81	2916263,32	2407394,74	Kcal
	9740,0392486	6290,7676499	3390,8461427	2799,1660208	KWh
Εξοικονόμηση ενέργειας σε σχέση με την 1η περίπτωση	0%	35,41%	65,16%	71,26%
Ετήσια δαπάνη με κόστος KWh 0,080 €	781,44	504,71	272,05	224,58	€
Κέρδος συγκρινόμενο με την περίπτωση 1.	0	276,74	509,40	556,87	€

Από τον παραπάνω πίνακα δημιουργείται το γράφημα για την ποσοστιαία εξοικονόμηση ενέργειας ανά περίπτωση. Περίπτωση 1η, χρώμα Μπλε (δεν εμφανίζεται). Περίπτωση 2η, χρώμα Κόκκινο. Περίπτωση 3η, χρώμα Κίτρινο. Περίπτωση 4η, χρώμα Πράσινο.

Με βάση τα παραπάνω γίνεται φανερό ότι τα νέα ενεργειακά κουφώματα μπορούν να επιφέρουν εξοικονόμηση ενέργειας πάνω από 65% σε σχέση με τα παλαιά κουφώματα με μονό τζάμι, χωρίς καν να συνυπολογίσουμε τις μεγάλες απώλειες στην αεροδιαπερατότητα που έχουν τα παλαιά κουφώματα.

---

1. Η ροή θερμότητας που οφείλονται στην αγωγή και την ακτινοβολία και όχι στην μεταφορά αερίων μαζών λόγο της αεροδιαπερατότητας των κουφωμάτων.

2. Αρχικά πρέπει να διευκρινιστεί ότι αφού μιλάμε για θερμοκρασιακές διαφορές δεν έχουμε πρόβλημα να χρησιμοποιήσουμε βαθμούς Κελσίου C αντί για Κέλβιν Κ. Για τον υπολογισμό την μέσης ετήσιας διαφοράς εσωτερικής με εξωτερικής θερμοκρασίας έγινε χρήση τιμών που προκύπτουν από το παρακάτω γράφημα. Η εξωτερική θερμοκρασία είναι η μέση μηνιαία τιμή, ενώ η εσωτερική θερμοκρασία είναι η επιθυμητή, για την επίτευξη της οποίας είναι απαραίτητο να δαπανήσουμε κάποια ενέργεια. Για την εκτίμηση της μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας έχει χρησιμοποιηθεί στοιχεία και γράφημα από το WeatherOnline.
 

Η εκτίμηση της μέσης ετήσιας θερμοκρασιακής διαφοράς έγινε με ήπιο τρόπο και δεν επιλέχτηκε με την λογική της αύξησης των τιμών και των χρηματικών ποσών. Έχω δει περιπτώσεις όπου έχει χρησιμοποιηθεί η τιμή των 20° C για όλο το έτος. Αυτό έχει γίνει είτε από σύγχυση των εννοιών και των δεδομένων, είτε εσκεμμένα προς την δημιουργία λανθασμένων εντυπώσεων με σκοπό την χειραγώγηση πελατών.
Τέλος πρέπει να επισημανθεί ότι η χρήση της μέσης ετήσιας θερμοκρασιακής διαφοράς δεν μπορεί να δώσει ακριβή αποτελέσματα, για αν επιτύχουμε ακριβέστερα αποτελέσματα, θα πρέπει να πάμε σε ημερήσιες ή και ωριαίες θερμοκρασιακές διαφορές.