Ηλιακή ή μικρού μήκους κύματος ακτινοβολία (0.3-4 μm)

Παρουσίαση με θέμα: "Ηλιακή ή μικρού μήκους κύματος ακτινοβολία (0.3-4 μm)"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Ηλιακή ή μικρού μήκους κύματος ακτινοβολία (0.3-4 μm)

2

3 Ηλιακό Φάσμα Υπεριώδης Ακτινοβολία (0.3-0.45 μm) Ορατό (0.45-0.75 μm)

4 Οπτικές Παράμετροι των Υλικών Απορροφητικότητα, a(λ)
Ανακλαστικότητα, r(λ) 3. Διαπερατότητα, t(λ)

5 1. Απορροφητικότητα Η ικανότητα ενός υλικού να απορροφά την προσπίπτουσα ακτινοβολία a(λ) = Ιa(λ)/Ιπ(λ) 2. Ανακλαστικότητα Η ικανότητα ενός υλικού να ανακλά την προσπίπτουσα ακτινοβολία r(λ) = Ιr(λ)/Ιπ(λ) 3. Διαπερατότητα Η ικανότητα ενός υλικού να αφήνει την προσπίπτουσα ακτινοβολία να το διαπεράσει t(λ) = Ιt(λ)/Ιπ(λ)

6 Νόμος Ακτινοβολίας του Kirchhoff
a(λ)+r(λ)+t(λ)=1

7 Οπτικές Παράμετροι του γυαλιού :
α. Μεγάλη Διαφάνεια (Διαπερατότητα) στην Ηλιακή Ακτινοβολία β. Μεγάλη α-Διαφάνεια (απορροφητικότητα) στην Ύπέρυθρη Ακτινοβολία Οπτικές Παράμετροι της Ατμόσφαιρας: β. Μεγάλη α-Διαφάνεια (απορροφητικότητα) στην Υπέρυθρη Ακτινοβολία (η ατμόσφαιρα απορροφά σχεδόν το 90% της υπέρυθρης ακτινοβολίας

8

9

10 Ορισμός Φαινομένου Θερμοκηπίου :
Η μεγάλη ΑΔΙΑΦΑΝΕΙΑ της ατμόσφαιρας στην υπέρυθρη ακτινοβολία (η ατμόσφαιρα απορροφά την εκπεμπόμενη από το έδαφος υπέρυθρη ακτινοβολία)

11

12 Περιγραφή του φαινομένου
Περιοχή Μήκος κύματος (μm) Απορροφητικότητα (%) Περιγραφή του φαινομένου Ι περίπου 1 Απορρόφηση της UV από το στρατοσφαιρικό Όζον ΙΙ περίπου 0 Ορατό κομμάτι του φάσματος ΙΙΙ Φαινόμενο θερμοκηπίου ΙV Ατμοσφαιρικό παράθυρο V

13

14 DT=Turban-Trural Ορισμός ΑΘΝ:
είναι το φαινόμενο κατά το οποίο η θερμοκρασία στις αστικές περιοχές είναι μεγαλύτερη από εκείνη των γειτονικών ημιαστικών ή ημιαγροτικών περιοχών Ένταση ΑΘΝ: Ορίζουμε σαν ένταση της ΑΘΝ : DT=Turban-Trural

15 Αιτίες που δημιουργούν το φαινόμενο ΑΘΝ
Η γεωμετρία των αστικών περιοχών Οι βασικές δομές των αστικών περιοχών περιλαμβάνουν τις αστικές χαράδρες (μεγάλα και ψηλά κτήρια και ανάμεσα τους ένας στενός δρόμος). Τα μεγάλα και ψηλά κτήρια αποκρύπτουν ένα μεγάλο μέρος του κρύου και ανέφελου νυκτερινού ουρανού με αποτέλεσμα να περιορίζεται η λειτουργία του ατμοσφαιρικού παραθύρου στη διάρκεια της νύχτας, η εκπεμπόμενη θερμική ακτινοβολία να εγκλωβίζεται χαμηλά στην πόλη και ο ρυθμός ψύξης της πόλης να επιβραδύνεται

16 2. Τα θερμικά χαρακτηριστικά των δομικών υλικών των αστικών περιοχών
Οι θερμικές ιδιότητες των δομικών υλικών των πόλεων ευνοούν την απορρόφηση και την αποθήκευση μεγάλων ποσών της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας στη διάρκεια της ημέρας και την απελευθέρωση τους σαν θερμική ακτινοβολία στη διάρκεια της νύχτας

17 3. Οι οπτικές παράμετροι των υλικών των αστικών περιοχών
Τα δομικά υλικά των αστικών περιοχών παρουσιάζουν μεγάλες τιμές της απορροφητικότητας και πολύ μικρές τιμές της ανακλαστικότητας στην ηλιακή ακτινοβολία

18 4. Η ανθρωπογενής θερμότητα
Η θερμότητα η οποία εκλύεται από τα αυτοκίνητα και τα κλιματιστικά των κτηρίων

19 5. Το φαινόμενο θερμοκηπίου και η ατμοσφαιρική ρύπανση
Οι αστικές περιοχές παρουσιάζουν εντονότερη ατμοσφαιρική ρύπανση και επομένως υψηλότερες θερμοκρασίες λόγω αύξησης της ατμοσφαιρικής ακτινοβολίας προς το έδαφος

20 6. Η έλλειψη πρασίνου μέσα στον αστικό ιστό
Τα φυτά λόγω της λειτουργίας της εξατμισο-διαπνοής δροσίζουν την πόλη 7. Η μειωμένη ταχύτητα του αέρα μέσα στην πόλη

21 Γεωμετρία των αστικών περιοχών
Τα θερμικά χαρακτηριστικά των δομικών υλικών Οπτικές παράμετροι των δομικών υλικών Ανθρωπογενής θερμότητα Οι μειωμένες δυνατότητες εξάτμισης Η ατμοσφαιρική ρύπανση Η μειωμένη ταχύτητα του αέρα μέσα στις αστικές περιοχές

22 ΤΡΟΠΟΙ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΤΗΣ ΑΣΤΙΚΗΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΝΗΣΙΔΑΣ
1. Αύξηση του πρασίνου 2. Χρήση ψυχρών υλικών 3. Εφαρμογές ΑΠΕ 4. Μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης 5. Ενεργειακός σχεδιασμός κτηρίων

23 Αύξηση του Πρασίνου Τα φυτά με την λειτουργία της εξατμισο-διαπνοής συμβάλουν στον δροσισμό του αστικού ιστού 2. Χρήση ψυχρών υλικών Ψυχρά υλικά: είναι υλικά τα οποία χαρακτηρίζονται από υψηλές τιμές ανακλαστικότητας στην ηλιακή ακτινοβολία, δηλαδή απορροφούν ελάχιστα την ηλιακή, και υψηλές τιμές εκπεμπτικότητας στην υπέρυθρη ακτινοβολία, δηλαδή τα μικρά ποσά που απορρόφησαν τα επανεκπέμπουν σύμφωνα με το νόμο Stefan-Boltzmann μέσω του ατμοσφαιρικού παραθύρου

24 υδροηλεκτρική ενέργεια
3. Εφαρμογές ΑΠΕ Ο όρος «Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας» (ΑΠΕ), σύμφωνα με την Οδηγία 2001/77/ΕΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της 27ης Σεπτεμβρίου 2001, σημαίνει τις µη ορυκτές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως: αιολική ηλιακή βιομάζα γεωθερμική υδροηλεκτρική ενέργεια ενέργεια ωκεανών (κυμάτων, παλίρροιας, θερμοκρασιακών διαφορών) αέρια εκλυόµενα από χώρους υγειονομικής ταφής αέρια εκλυόμενα από εγκαταστάσεις βιολογικού καθαρισμού βιοαέρια

25 4. Μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης
Με την μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και του φαινομένου θερμοκηπίου επιτυγχάνεται η μείωση της θερμικής ακτινοβολίας που εκπέμπεται από την ατμόσφαιρα προς το έδαφος (ατμοσφαιρική ακτινοβολία), με αποτέλεσμα την μείωση της θερμοκρασίας μέσα στον αστικό ιστό 5. Ενεργειακός Σχεδιασμός Κτηρίων Με τον όρο «ενεργειακός σχεδιασμός κτηρίων» εννοούμε το σύνολο των τεχνικών, τεχνολογιών, συστημάτων, μεθοδολογιών, αλγορίθμων, κατασκευών που έχουν σαν σκοπό την μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης των κτηρίων

26 Ο κτηριακός τομέας είναι υπεύθυνος:
40% της πρωτογενούς ενέργειας 39% των εκπομπών CO2

27 Που καταναλώνεται η ενέργεια μέσα στο κτήριο:
Θέρμανση Δροσισμός Φωτισμός Ηλεκτρικές Συσκευές

28 Θερμικό Φορτίο ενός κτηρίου: η ενέργεια που πρέπει να δοθεί σε ένα κτήριο με συμβατικά μέσα έτσι ώστε να διατηρηθεί η θερμοκρασία του σε ένα ικανοποιητικό επίπεδο για τον χρήστη στη διάρκεια της ψυχρής περιόδου του έτους (Σχεδιαστική Θερμοκρασία 22-23˚C) Ψυκτικό Φορτίο ενός κτηρίου: η ενέργεια που πρέπει να δοθεί σε ένα κτήριο με συμβατικά μέσα έτσι ώστε να διατηρηθεί η θερμοκρασία του σε ένα ικανοποιητικό επίπεδο για τον χρήστη στη διάρκεια της θερμής περιόδου του έτους (Σχεδιαστική Θερμοκρασία 26-27˚C)

29 Ενεργειακός Σχεδιασμός και Εξοικονόμηση ενέργειας στα κτήρια
Σωστός προσανατολισμός Σχεδιασμός ανοιγμάτων Διαμόρφωση του περιβάλλοντος εξωτερικού χώρου Βελτίωση του κτηριακού κελύφους Βελτίωση του συστήματος ψύξης-θέρμανσης Συστήματα παθητικής ηλιακής θέρμανσης Συστήματα παθητικού δροσισμού

30 Τύπος Κτιρίου Δροσισμός Θέρμανση Φωτισμός Συσκευές Σύνολο Γραφεία 24 95 20 48 187 Εμπορικά 18 74 19 41 152 Σχολεία 2 66 16 8 92 Νοσοκομεία 3 299 52 53 407 Ξενοδοχεία 11 198 40 273

31 4 ΒΑΣΙΚΟΙ ΠΥΛΩΝΕΣ ΤΟΥ ΕΣΚ
ΚΕΛΥΦΟΣ 2. ΠΑΘΗΤΙΚΟΣ ΔΡΟΣΙΣΜΟΣ – ΠΑΘΗΤΙΚΗ ΘΕΡΜΑΝΣΗ 3. ΦΩΤΙΣΜΟΣ – ΧΡΗΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ 4. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ HVAC

32 ΑΝΑΚΛΑΣΤΙΚΕΣ ΜΠΟΓΙΕΣ-ΨΥΧΡΑ ΥΛΙΚΑ
ΚΕΛΥΦΟΣ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗ ΑΝΑΚΛΑΣΤΙΚΕΣ ΜΠΟΓΙΕΣ-ΨΥΧΡΑ ΥΛΙΚΑ ΥΑΛΟΠΙΝΑΚΕΣ

33 Ηλιακή απορροφητικότητα Ηλιακή ανακλαστικότητα
Επιφάνεια Ηλιακή απορροφητικότητα Ηλιακή ανακλαστικότητα Λευκές λείες επιφάνειες 0,25 έως0,40 0,60 έως 0,75 Φαιές έως σκούρες φαιές επιφάνειες 0,40 έως 0,50 0,50 έως 0,60 Πράσινες, κόκκινες και καφέ 0,50 έως 0,70 0,30 έως 0,50 Σκούρες καφέ έως μπλε 0,70 έως 0,80 0,20 έως 0,30 Σκούρες μπλε έως μαύρες 0,80 έως 0,90 0,10 έως 0,20

34 Παθητικός Δροσισμός κτηρίων
Σκίαση και Ηλιοπροστασία Φυσικός αερισμός – Νυκτερινός αερισμός Φυσικός δροσισμός α. Νερό – Εξατμιστική ψύξη β. Έδαφος – Εναλλάκτες θερμότητας εδάφους – αέρα γ. Ουρανός – Ψύκτες ακτινοβολίας

35 Σκίαση και Ηλιοπροστασία

36

37 Φυσικός Αερισμός – Νυκτερινός Αερισμός

38

39 Φυσικός Δροσισμός Έδαφος Ουρανός Νερό

40 Έδαφος (Ground Cooling)

41 Άμεση ψύξη με την χρήση του εδάφους (Earth-sheltered buildings)
Υπόσκαφα κτήρια (Earth-sheltered buildings)

42

43

44

45 Έμμεση ψύξη με την χρήση του εδάφους
Εναλλάκτες θερμότητας εδάφους-αέρα (Εarth-to-air heat exchangers)

46

47

48

49

50 Ουρανός Ψύξη ακτινοβολίας (Radiative Cooling)

51

52

53

54 (Evaporative Cooling)
Νερό Εξατμιστική ψύξη (Evaporative Cooling)