Εφαρμογή προσομοιωτικού εργαλείου για τη διερεύνηση και αναβάθμιση της ενεργειακής κατάστασης υφιστάμενων κτιρίων: η περίπτωση των πτερύγων της Πολυτεχνικής Σχολής του Α.Π.Θ.
Creators: name: Καστρινάκης, Ηρακλής Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2008
Subjects: Προσομοίωση κτιρίου
Βιοκλιματικός σχεδιασμός
Ενεργειακός σχεδιασμός
Βιώσιμη ανάπτυξη
Ενεργειακή αναβάθμιση
Building simulation
Sustainable design
Sustainability

description: Η ενεργειακή κρίση στα μέσα της δεκαετίας του 1970 δημιούργησε έντονο προβληματισμό για την έλλειψη των ενεργειακών πόρων και την επίπτωσή τους στην παγκόσμια οικονομία. Κατανοήθηκε ότι στον κτιριακό τομέα, η εξοικονόμηση ενέργειας και η εκμετάλλευση εναλλακτικών πηγών ενέργειας, πρέπει να αποτελούν βασικούς στόχους του σχεδιασμού. H εξοικονόμηση ενέργειας στράφηκε αποκλειστικά στον τομέα περιορισμού των θερμικών απωλειών και της κατανάλωσης για τη θέρμανση των κτιρίων. Αυτό όμως είχε πολλές φορές δυσμενείς επιπτώσεις στην αρχιτεκτονική σύνθεση. Τα τελευταία χρόνια, η συνειδητοποίηση των περιβαλλοντικών προβλημάτων από όλους τους εμπλεκόμενους φορείς και η ευαισθητοποίηση στα θέματα της βιώσιμης ανάπτυξης, προσανατόλισε την σύγχρονη έρευνα σε τομείς ανάπτυξης νέων υλικών με βελτιωμένα θερμικά και οπτικά χαρακτηριστικά. Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός κτιρίων, επιλέγει λύσεις από την σκοπιά της εξοικονόμησης ενέργειας, της μειωμένης οικολογικής επιβάρυνσης και των εσωκλιματικών συνθηκών άνεσης. Βασίζεται στην εκλεκτική λειτουργία του κελύφους του κτιρίου και εφαρμόζει συστήματα, για την εκμετάλλευση των ήπιων μορφών ενέργειας. Η αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας με παθητικά συστήματα, δεν είναι τίποτε άλλο από το σχεδιασμό και την κατασκευή του κτιρίου σύμφωνα με τις επικρατούσες κλιματολογικές συνθήκες. Η βάση για ένα τέτοιο σχεδιασμό, είναι οι απλοί νόμοι της φυσικής που αφορούν την ακτινοβολία, την απορρόφηση, την αποθήκευση και τη διάδοση της θερμότητας. Στην παρούσα διπλωματική, γίνεται προσπάθεια αποτίμησης της ενεργειακής κατάστασης υφιστάμενου κτιρίου, κατασκευασμένου πριν τη θεσμοθέτηση του κανονισμού θερμομόνωσης. Το κτίριο που επιλέγεται, είναι οι πτέρυγες διδασκαλίας της Πολυτεχνικής Σχολής του Α.Π.Θ. και ως τυπικό κτίριο, η πτέρυγα διδασκαλίας των πολιτικών μηχανικών. Για την αποτίμηση αυτή, χρησιμοποιείται το προσομοιωτικό εργαλείο Ecotect, της εταιρίας Autodesk. Σχεδιάζεται αρχικά, το τρισδιάστατο μοντέλο του κτιρίου και στη συνέχεια προσομοιώνεται, ώστε να υπολογιστούν τα θερμικά και ψυκτικά φορτία του κτιρίου, καθώς και η κατανομή των απωλειών σε όλα τα δομικά στοιχεία του. Στη συνέχεια, προσομοιώνονται και αποτιμώνται διάφορα σενάρια ενεργειακής βελτίωσης του κτιρίου, όπως η προσθήκη θερμομόνωσης (επιλογή υλικού και πάχος αυτού), η αντικατάσταση των κουφωμάτων (διπλοί, τριπλοί, low-e υαλοπίνακες), η προσθήκη φυτεμένου δώματος, η χρήση ανεμιστήρων οροφής, ο σκιασμός του κτιρίου και η εγκατάσταση φωτοβολταϊκών πανέλων στο δώμα.
description: The energy crisis in the mid 70s, created intense questioning about the lack of energy resources and their repercussions in global economy. It was comprehended that in the building sector, the saving of energy and the exploitation of renewable energy resources should constitute basic objectives of planning. Energy saving was turned exclusively in the sector of reduction of thermic losses and in the reduction of consumption for the heating of buildings. This however had many times unfavourable sequences in the architectural composition. During the last years, the awareness of environmental problems from all the institutions involved (with the environment) and the sensitization concerning the subjects of sustainable growth, directed the modern research towards developing new materials with improved thermic and optical characteristics. The bioclimatic planning of buildings, selects solutions from the viewpoint of saving of energy, reducing ecological footprint and creating (η οποιο αλλο ρημα θες παρομοιο) interior conditions of comfort. It is based on the eclectic operation of the facade of the building and applies systems, for the exploitation of renewable energy. The exploitation of solar energy with passive systems can be achieved through the right planning and the right manufacture of building concerning regional climatic conditions, the simple laws of physics, constitute the base for such planning and concern the radiation, the absorption, the storage and distribution of heat. The present thesis, constitutes an attempt to assess energy conditions of existing buildings manufactured before the enactment of regulation of heat insulation. The selected building accommodates the classrooms of the faculty of engineering. For this assessment, the building was simulated with the software Ecotect, owned by Autodesk. At first, a 3d model of the building was drawn, and then its thermic and cooling loads were simulated and calculated, as well as the distribution of losses in its structural elements. Then, various scenarios of energy improvement of the building were simulated and estimated, like the addition of heat insulation (choice of material and thickness), the replacement of openings (double, triple, low - e), the addition of green roof, the use of fans, the addition of shadowing structures and the installation of photovoltaic panels in the loft.