ktirio.gr

Μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε βιοτεχνική περιοχή της Αττικής

Η τεχνική έκθεση αφορά στο έργο "ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΤΙΡΙΑΚΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΣΤΕΓΑΣΗΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟ ΦΥΤΙΚΗ ΒΙΟΜΑΖΑ (woodchip) σε Βιοτεχνική περιοχή της Αττικής", ιδιοκτησίας της εταιρίας DOS ENERGY HELLAS LTD.

Α. Συνοπτική περιγραφή λειτουργίας μονάδος
Ιδιαίτερα σημαντικό για τη μελέτη ενός βιομηχανικού κτιρίου είναι η πλήρης κατανόηση της λειτουργίας του και της σειράς παραγωγής την οποία πρόκειται να εξυπηρετήσει.
Η μονάδα περιλαμβάνει 5 διακριτούς τομείς

Τομέας Α - (Αποθήκευση - Παροχή πρώτης ύλης)
Ως πρώτη ύλη θα χρησιμοποιηθεί βιομάζα φυτικής προέλευσης τύπου woodchip μεγέθους έως 10 χιλ., η οποία θα αποθηκεύεται εντός σιλό κυκλικής διατομής (fuel tank) χωρητικότητας 800m3 και ύψους 10m, στο οποίο θα εφαρμοσθούν αφυγραντικές και ξηραντικές υδραυλικές διατάξεις θερμού ύδατος και σύστημα απορρόφησης και διανομής που θα μεταφέρει την καύσιμη ύλη από το όχημα μεταφοράς στο σιλό και στη συνέχεια στις μονάδες παραγωγής Αερίου. Ο εφοδιασμός γίνεται μέσω σωλήνα από το όχημα προς το επάνω μέρος του silo. Από την βάση του silo με σωλήνα μεταφέρεται στον θάλαμο αεριοποίησης των αεριοποιητών της μονάδας.

Τομέας Β - Αεριοποίηση της βιομάζας
Ο αεριοποιητής έχει διάμετρο 2,5m και ύψος 11m, και λαμβάνει καύσιμο με συνεχή και αδιάλειπτη παροχή, η οποία ρυθμίζεται από το control panel.
Η πρώτη ύλη διασπάται σταδιακά καταλήγοντας στην αεριοποίηση της στους 800-1000ο C.
Από την διεργσία αυτή παράγεται το ξυλοαέριο, το οποίο εξέρχεται σε μη καθαρή και κατάλληλη προς καύση μορφή και οδηγείται στο σύστημα καθαρισμού και ψύξης.

Τομέας Γ - Φιλτράρισμα, ψύξη αερίου
Μετά την έξοδο τους από τον αεριοποιητή, το αέριο εισέρχεται στους διαχωριστικούς κυκλώνες του συστήματος καθαρισμού και ψύξης, προκειμένου να αυξηθεί η ενεργειακή πυκνότητα του. Στην συνέχεια μέσω διαφόρων υποσυστημάτων καταλήγει στα gas tank αποθήκευσης.
Ως υπόλοιπο απόβλητο αυτής της διαδικασίας έχουμε παραγωγή τέφρας, η οποία καταλήγει στην βάση του κλίβανου και στην συνέχεια μεταφέρεται σε στεγανή δεξαμενή και απομακρύνεται μέσω απορροφητικού μηχανισμού προς τα μεταφερόμενα containers αποκομιδής.

Τομέας Δ - Παραγωγή ενέργειας
Η παραγωγή ενέργειας επιτυγχάνεται μέσω 2 μηχανών εσωτερικής καύσης (ΜΕΚ) ειδικά τροποποιημένες να χρησιμοποιούν αέρια SYNGAS. Θα είναι προεγκατεστημένες εντός ειδικών containers για μείωση θορύβου στα 60 db.

Τομέας Ε - Ανύψωση ενέργειας στη Μέση Τάση - Διασύνδεση με ΔΕΔΔΗΕ
Η παραγόμενη ενέργεια ανυψώνεται στην Μέση Τάση μέσω μετασχηματισμών, οι οποίοι εγκαθίστανται εντός ειδικά διαμορφωμένων οικίσκων - containers.

 

Β. Ανάλυση συνθετικών αρχών πρότασης

Η πρόταση γενικώς ακολουθεί την λειτουργική διάταξη και οργάνωση των χώρων και των κινήσεων, όπως αυτή παρουσιάζεται στις κατόψεις ισογείου και ορόφου που δόθηκαν από την εταιρία.
Προτείνεται η εξής αλλαγή:
Στη θέση του χώρου του Control Room και W.C. στο ισόγειο, προτείνεται, η τοποθέτηση των μετασχηματιστών και αντίστοιχα στον

1ο όροφο η θέση του Control Room και του W.C..
Προτείνουμε αυτήν την αλλαγή για τρεις βασικούς λόγους:

1) Θεωρούμε ότι η τοποθέτηση των μετασχηματιστών στο ισόγειο είναι σωστότερη, διότι αφ’ ενός μεν δεν επιβαρύνουν  την φέρουσα κατασκευή του κτηρίου με επιπλέον φορτία και αφετέρου η έδρασή τους στο έδαφος απομειώνει το μειονέκτημα ένεκα του θορύβου και των δονήσεων που προκαλεί η λειτουργία τους.
2) Σύμφωνα και με τον νέο οικοδομικό κανονισμό (ΝΟΚ), ο χώρος του Control Room, ο οποίος λειτουργεί και ως χώρος γραφείου του προσωπικού πρέπει υποχρεωτικά ως χώρος κύριας χρήσης να φωτίζεται και εξαερίζεται με φυσικό φωτισμό και αερισμό, ούτως ώστε να εκδοθεί η απαραίτητη οικοδομική άδεια.
3) Η τοποθέτηση του Control Room στον 1ο όροφο δίνει την δυνατότητα καλύτερης αντίληψης και ελέγχου, συνολικά του χώρου του εργοστασίου.

Βεβαίως η πρόταση αυτής της αλλαγής των συγκεκριμένων χώρων του ισογείου και του ορόφου, εφ’ όσον δεν είναι εφικτή για λόγους που εμείς δεν έχουμε αντιληφθεί, μπορεί να μην υλοποιηθεί, διότι δεν επηρεάζει την πρότασή μας για την οργάνωση του κελύφους,
Καθ’ ύψος και σε ότι αφορά την οργάνωση των επιπέδων και των ορόφων η πρότασή μας  ακολουθεί την πρόταση της εταιρίας.
Η πρόταση για οργάνωση του κελύφους, μιας τόσο συγκεκριμένης και οριοθετημένης σειράς και διαδικασίας παραγωγής ενσωματώνει την άποψη μας για την κατά το δυνατό ανάδειξη του τρόπου λειτουργίας του εργοστασίου βιομάζας. Προτείνουμε λοιπόν το άνοιγμα του κτιρίου προς τα έξω και την εμφάνιση στοιχείων που αφορούν την λειτουργία του και την οργάνωσή του στις εξωτερικές όψεις. Αυτό επιτυγχάνεται:

1) Με την εμφάνιση τμήματος του silo αποθήκευσης, στο εξωτερικό του κτιρίου, πετυχαίνοντας παράλληλα σημαντική οικονομία, διότι περιορίζεται το εμβαδόν του εξωτερικού κελύφους και της στέγασης.
2) Δυνατότητα οπτικής επαφής με τον Α’ και Β’ όροφο, και το σύστημα καθαρισμού και ψύξης του αερίου, μέσω σταθερών τζαμαριών. Έτσι στη βόρειο-δυτική όψη της μονάδας ανοίγονται τρία ψηλά παράθυρα τα οποία φέρνουν στον χώρο ήπιο φυσικό φωτισμό. Ταυτόχρονα όμως παίζουν τον ρόλο της "κορνίζας" για τις δεξαμενές στο εσωτερικό της μονάδας, οι οποίες έτσι αποκτούν την δική τους σημασία στην όψη. Η λειτουργία γίνεται ακόμη πιο σαφής από τον εξωτερικό παρατηρητή ενώ ταυτόχρονα τοποθετεί πλέον την μονάδα ως ένα τοπόσημο της περιοχής.
3) Τονισμός της κύριας εισόδου με προεξοχή – στέγαστρο και τζαμαρία στον χώρο του Control Room και γραφείων του Α’ ορόφου. Η προεξοχή υπό την μορφή erker, δίνει την δυνατότητα ελέγχου προς τον περιβάλλοντα χώρο του εργοστασίου αλλά κυρίως, προς το εσωτερικό και των 5 τομέων παραγωγής.

Η προηγμένη τεχνολογία την οποία χρησιμοποιεί το εργοστάσιο βιομάζας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, συνηγορεί στην δημιουργία ενός κτιρίου – μηχανή, το κέλυφος του οποίου αφ’ ενός μεν προστατεύει την σειρά παραγωγής και την εύρυθμη και απρόσκοπη λειτουργία καθ’ όλο το 24ωρο, αφ’ ετέρου δε εμφανίζει προς τα έξω τον εξοπλισμό του.

Εξωτερικό κέλυφος
Το εξωτερικό κέλυφος κατασκευάζεται από υλικά που προστατεύουν το εσωτερικό του κτιρίου, καλύπτοντας τις ανάγκες για θερμομόνωση, υγρομόνωση και αντοχή έναντι των εξωτερικών συνθηκών: Κατά σειρά από έξω προς τα μέσα περιλαμβάνει τα εξής:
1) Λαμαρίνα τύπου Corten. Πρόκειται για οξειδωμένη λαμαρίνα πάχους 3mm, μοντέρνο υλικό το οποίο σηματοδοτεί την νέα τεχνολογία του εργοστασίου παραγωγής ενέργειας από φυτική βιομάζα. Τοποθετείται σε μεταλλικό σκελετό από πλέγμα κοιλοδοκών 40x40x3, σε κάνναβο (όπως φαίνεται στις όψεις της αρχιτεκτονικής μελέτης).
2) Εσωτερικά τοποθετείται βιομηχανικό πάνελ 50 χιλ. από λαμαρίνα εξασφαλίζοντας την θερμομόνωση και την υγρομόνωση του κτιρίου, και δημιουργώντας παράλληλα ανθεκτική τελική επιφάνεια για το εσωτερικό του εργοστασίου. Τα πάνελ στηρίζονται στις μεταλλικές μηκίδες και τον φέροντα οργανισμό του κτιρίου.

Τοποθέτηση του κτιρίου στο οικόπεδο - Περιβάλλων χώρος
Το κτίριο τοποθετείται κεντρικά στο οικόπεδο, ούτως ώστε να είναι δυνατή, η κίνηση των μεγάλων οχημάτων προμήθειας της πρώτης ύλης, και η δυνατότητα ελιγμών.
Δημιουργείται πλέγμα εσωτερικής οδοποιίας από την είσοδο έως το σιλό αποθήκευσης (άσφαλτος), καθώς και χώρος στάθμευσης υπαλλήλων και επισκεπτών. Το υπόλοιπο οικόπεδο προτείνεται να φυτευτεί με υψηλή και χαμηλή φύτευση.
Ως περίφραξη στον μεν δρόμο πρόσβασης κατασκευάζεται τοιχίο από οπλισμένο σκυρόδεμα (εμφανές), διαστάσεων 0,25x1,0 μ ύψος και στην συνέχεια τοποθετείται μεταλλικό πλέγμα γαλβανισμένο τύπου ORSOGRIL.
Στο χώρο εισόδου, κατασκευάζεται μεταλλική συρόμενη πόρτα από σκελετό κοιλοδοκό 60x60x3 και μεταλλική σχάρα, όμοια με την περίφραξη.

Τεχνική περιγραφή φέροντος οργανισμού
Η κατασκευή του κτιρίου προβλέπεται κατά κύριο λόγο από χάλυβα κατηγορίας S235, με τα οριζόντια διαφράγματα (πλάκες)- στις διάφορες στάθμες - από σύμμικτη κατασκευή.
Ο φορέας μορφώνεται από υποστυλώματα διατομής ΗΕΒ360 τοποθετούμενα σε αποστάσεις από 4,0m - 5,0m κατά την διαμήκη διεύθυνση. Ειδικά στο χώρο του κλιμακοστασίου και του LIFT τοποθετούνται υποστυλώματα SHS200x200x10. Τα ζυγώματα μορφώνονται από ΗΕΑ300 με διαδοκίδες ΗΕΑ140 ΚΑΙ ΗΕΑ160. Οι πλάκες κατασκευάζονται σύμμικτες από αυτοφερόμενες λαμαρίνες (χαλυβδόφυλλα) τραπεζοειδούς διατομής, τύπου SYMDECK πάχους 1,0mm, εδραζόμενες στις διαδοκίδες. Το τελικό φέρον δάπεδο είναι από γαρμπιλοσκυρόδεμα κατηγορίας C20/25. Η σύνδεση των κύριων δοκών (ζυγώματα πλαισίων) με την πλάκα επιτυγχάνεται μέσω της τοποθέτησης διατμητικών ήλων τύπου NELSON και την ηλεκτροσυγκόλληση των οπλισμών της πλάκας στο άνω πέλμα των σιδηροδοκών (εφόσον εγκιβωτίζονται στο γαρμπιλοσκυρόδεμα).
Τα οριζόντια φορτία (σεισμικά και ανεμοπίεση) μεταφέρονται σε επτά ειδικά εγκάρσια δικτυώματα μορφής αντιδιαγωνίων (χιαστί) τοποθετούμενα τέσσερα (δύο ανά πλευρά) κατά την διαμήκη έννοια και τρία στην εγκάρσια διεύθυνση.
Τον φορέα στον χώρο συμπληρώνουν διάφοροι ενδιάμεσοι εγκάρσιοι σύνδεσμοι και διαδοκίδες που μειώνουν το εκτός επιπέδου μήκος λυγισμού του κάτω πέλματος των ζυγωμάτων.
Επίσης για την στήριξη των πλαγιοκαλύψεων τοποθετούνται πλαγιοτεγίδες τύπου SHS100x100x4 σε κατάλληλες αποστάσεις.
Τέλος το στατικό σύστημα εξεταζόμενο στο σύνολο του σαν φορέας στον χώρο αξιοποιεί την ικανότητα ομοιομορφοποίησης των οριζόντιων ωθήσεων, την δυσκαμψία που παρέχουν οι σύμμικτες πλάκες στις στάθμες (οριζόντια διαφράγματα).
Το κτίριο θεμελιώνεται στο σύνολο του σε συνεχή θεμελιολωρίδα από οπλισμένο σκυρόδεμα κατηγορίας C20/25. Ειδικά για την δεξαμενή ύδατος όλα τα περιμετρικά τοιχώματα και η πλάκα έδρασης θα γίνουν από οπλισμένο σκυρόδεμα. Η πλάκα έδρασης της δεξαμενής θα έχει πάχος 0,40m. Η πάκτωση των κατακόρυφων μεταλλικών υποστυλωμάτων επιτυγχάνεται στην κατασκευή ικανών διαστάσεων υποστυλωμάτων στην στάθμη θεμελίωσης από οπλισμένο σκυρόδεμα μέσω αγκυρίων. 

Τεχνική περιγραφή μηχανολογικού εξοπλισμού 
Για τον μοναδικό χώρο (γραφεία) που προδιαγράφονται πολεοδομικά συγκεκριμένες τιμές αερισμού, φωτισμού και ειδικές απαιτήσεις θέρμανσης - ψύξης υφίστανται οι κάτωθι προδιαγραφές:

Θερμομόνωση: Η θερμομόνωση τόσο των επί μέρους δομικών στοιχείων όσο και της συνολικής χρήσης θα είναι σύμφωνα με τις προδιαγραφές του ΚΕΝΑΚ και των σχετικών ΤΟΤΕΕ (20701-1/2/3) και ανάλογα με την κλιματική ζώνη στην οποία βρίσκεται η χρήση.
Αερισμός: Η απαίτηση είναι 3.0 m3/hr/m²  ήτοι για 40m² η απαίτηση είναι 120 m3/hr. Στην νέα θέση των γραφείων η απαίτηση καλύπτεται με φυσικό αερισμό. Παρόλα αυτά η συγκεκριμένη παροχή νωπού αέρα εύκολα μπορεί να επιτευχθεί με μηχανικό αερισμό. Παράδειγμα τέτοιου μηχανισμού είναι ένας ο κυκλικός ανεμιστήρας με τα εξής χαρακτηριστικά:
Τάση λειτουργίας:220volt
Παροχή: 220 -240 m²/hr
Κατανάλωση: 46Watt
Προστασία: IP44
Θέρμανση-Ψύξη: Η απαίτηση σε θέρμανσης και σε ψύξης μπορεί να καλυφθεί από αντλία θερμότητας διαιρούμενου τύπου μεγάλων βαθμών COP και EER.
ZNX: Δεν υπάρχει απαίτηση για ζεστό νερό χρήσης.
Φωτισμός: Η απαίτηση σε φωτισμό είναι 500lx σε επίπεδο αναφοράς μέτρησης 80 εκατοστά από το πάτωμα. Αυτή η απαίτηση εξασφαλίζεται πλήρως από την πυκνότητα τοποθέτησης των φωτιστικών στην οροφή τα οποία θα είναι με τέσσερις λάμπες φθορίου 18 watt το κάθε ένα.

Το κτίριο ενώ διατηρεί την συμπαγή του δομή (βασικό στοιχείο της εσωτερικής του λειτουργίας) στις διαστάσεις του βασικού πρίσματος 10x35x11m, εν τούτοις επικοινωνεί το εσωτερικό προς τα έξω, ενώ δέχεται και αλληλεπιδρά με το εξωτερικό του περιβάλλον. Παύει να είναι εσωστρεφές. Αντιθέτως συνδιαλέγεται με την ίδια του την δομή και οργάνωση του ηλεκτρομηχανολογικού του εξοπλισμού και της σειράς παραγωγής. Από απρόσωπο, απόμακρο και ουδέτερο εργαλείο μετατρέπεται σε εξωστρεφές με βασικό προσανατολισμό τον άνθρωπο. Καλύπτει πλεον τις ανάγκες των εργαζομένων, ενώ ταυτόχρονα ικανοποιεί την περιέργεια των επισκεπτών. Άλλωστε κύριος και βασικός στόχος του είναι να εξυπηρετήσει τις ανάγκες του ανθρώπου, εξασφαλίζοντας ενέργεια χωρίς μεγάλο περιβαλλοντικό κόστος.

18. Πρόταση για το λογότυπο της βιομονάδας. Απεικονίζονται τόσο τα τρία υαλοστάσια-πρόθήκες (σημαντικό στοιχείο της σύνθεσης) όσο και η εμφανής δεξαμενή με ένα δέντρο-σύμβολο της πράσινης τεχνολογίας του κτιρίου να αναπτύσσεται στο εσωτερικό της.

Η αυστηρή δομή και οι τυποποιημένες επιλογές των μηχανημάτων σε ό,τι αφορά στις διαστάσεις, τον όγκο και την μορφή τους, παρέχουν την δυνατότητα μίας επαναλαμβανόμενης γεωμετρίας. Τα επί μέρους στοιχεία (πρόβολος, οπές, γυάλινες προθήκες, δεξαμενή) προσθετικά δίνουν το τελικό μορφολογικό αποτέλεσμα και το ενδιαφέρον στην σύνθεση. Η ειλικρίνεια του κτιρίου σε συνδυασμό με την ευκολία κατασκευής παρέχουν τη δυνατότητα τυποποίησης του κελύφους, κάτι που συνηγορεί στην ανάδειξη της ταυτότητας της εταιρείας. Η δημιουργία τεσσάρων όψεων με διακριτό αισθητικό και αρχιτεκτονικό ενδιαφέρον επιτρέπει την χωροθέτηση  του κτιρίου κατα διαφορετικούς τρόπους στο ίδιο ή ακόμη και σε τελείως ξεχωριστό οικόπεδο. Η τοποθέτηση του κτιρίου εξαρτάται κάθε φορά από την φυσική γεωμετρία, τις διόδους πρόσβασης, την προόπτικη από αυτοκινητόδρομους αυξημένης κυκλοφορίας και τον προσανατολισμό του οικοπέδου, χωρίς επίπτωση στην σημασία και την συνθετική - μορφολογική του υπόσταση.

Ομάδα μελέτης
Κώστας Αδαμάκης - Αρχιτέκτων Ε.Μ.Π. (Εκπρόσωπος Ομάδας Μελέτης)
                               - Διδάκτωρ Α.Π.Θ.
                               - Επίκουρος καθηγητής Τμήμα Αρχιτεκτόνων Παν. Θεσσαλίας

Ευδοκία Τζαβέλλα  - Αρχιτέκτων Ε.Μ.Π.
 

Συνεργάτες
Σκαρλάτου Γεωργία - Φοιτήτρια Αρχιτεκτονικής Α.Π.Θ.
Γρηγοριάδης Συμεών - Χαράλαμπος - Φοιτητής Αρχιτεκτονικής Α.Π.Θ.
Αδαμάκης Στέφανος - Φοιτητής Αρχιτεκτονικής Α.Π.Θ. 

Σύμβουλοι
Χατζηνικολάου Νίκος – Πολιτικός Μηχανικός
Μάρκου Σωκράτης – Μηχανολόγος/ Ηλεκτρολόγος Μηχανικός
 

Περιφέρεια: 
Αττική