title: Μοντελοποίηση και ενεργειακή αξιολόγηση κτιρίου αξιοποιώντας φυσικές μεθόδους δόμησης
title: Modeling and energy assessment of a building utilizing natural building methods
Creators: name: Βλατιτση Παναγιωτα-Λυδια
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2024

description: Η παρούσα έρευνα μελετά το ενεργειακό αποτύπωμα και τις δυνατότητες που
εμφανίζει η διαφύλαξη και ορθή αξιοποίηση του φυσικού περιβάλλοντος σε τεχνικές
δόμησης, καθώς και τα δομικά και μορφολογικά χαρακτηριστικά του συγκεκριμένου
είδους δόμησης, σε ένα πλαίσιο αξιολόγησής της ως στοιχείο της βιώσιμης αειφόρου ανάπτυξης. Οι τρεις κατοικίες βρίσκονται στον Δήμο Αποκόρωνα, στην περιφερειακή κοινότητα της Κρήτης και η κατασκευή τους βασίζεται σε εναλλακτικές μεθόδους δόμησης από φυσικά υλικά, όπως ο ωμόπλινθους και το άχυρο, τα οποία παρήχθησαν χειρωνακτικά επιτόπου. Απαραίτητη κρίθηκε η ανάλυση των επιλαχόντων υλικών, προκειμένου να συμβάλουν στην εξοικονόμηση πόρων ενέργειας, αφού ο τρόπος παραγωγής και εφαρμογής τους βασίζεται στον πράσινο βιοκλιματικό σχεδιασμό. Η τεχνική αυτή διεκπεραιώθηκε μέσα στα πλαίσια των αρχών της βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής, στοχεύοντας στην παρουσίαση ελάχιστου ενεργειακού αποτυπώματος και την δημιουργία αλληλεξαρτώμενων κτισμάτων με το περιβάλλον, που έχουν την ικανότητα να προσαρμόζονται μέσα σε αυτό δίχως να το βλάπτουν. Αρχικά, έγινε η μοντελοποίηση των κτιρίων στο πρόγραμμα SketchUp με βάση τις αντίστοιχες κατόψεις που προϋπήρχαν σε πρόγραμμα AutoCAD. Ακολούθως, μέσω του λογισμικού OpenStudio, πραγματοποιήθηκαν οι κατάλληλες εισαγωγές δεδομένων, όσον αφορά τις μετεωρολογικές συνθήκες της εκάστοτε περιοχής, τα χαρακτηριστικά των υλικών δόμησης που χρησιμοποιήθηκαν, την ενεργειακή κατανάλωση των κτιρίων καθώς και τις χρήσεις κάθε θερμικής ζώνης. Πραγματοποιήθηκε σύγκριση των πραγματικών θερμοκρασιακών τιμών, που υπολογίστηκαν μέσω αισθητήρων κάθε χώρου, με αυτές των μοντελοποιημένων, που εξήχθησαν από το πρόγραμμα, ώστε να μελετηθεί το ποσοστό σύγκλισης. Έπειτα, δημιουργήθηκαν νέα σενάρια των μοντελοποιημένων κτιρίων που περιλάμβαναν φορτία και δεδομένα βασιζόμενα σε συνθήκες χρήσης των χώρων. Κατόπιν, μέσω του προγράμματος έγινε υπολογισμός της ενεργειακής κατανάλωσης που απαιτείται αλλά και των αυξομειώσεων της εσωτερικής θερμοκρασίας σε διάστημα ενός έτους, ενώ ταυτόχρονα υπολογίστηκαν οι εκπομπές σε CO2, σύμφωνα με βιβλιογραφική παραπομπή. Τα αποτελέσματα ενεργειακής κατανάλωσης που εξήχθησαν από το πρόγραμμα είναι ως ακολούθως. Οι ενεργειακές απαιτήσεις στην κατοικία του Βαφέ ανέρχονται στις 4350 kWh, δεδομένου ότι δεν διαθέτει συστήματα θέρμανσης και ψύξης και οι εκπομπές σε CO2 ισούνται με 14.50 kg/m2. Κατόπιν ενεργειακής αναβάθμισης, προκύπτουν ενεργειακές απαιτήσεις που ανέρχονται στις 2851 kWh, ποσοστό βελτίωσης 35%, και οι εκπομπές σε CO2 μειώνονται στα 9.50 kg/m2. Οι ενεργειακές απαιτήσεις στην κατοικία του Νέου Χωριού ανέρχονται στις 15578 kWh, δεδομένου ότι υπάρχει σύστημα θέρμανσης και οι εκπομπές σε CO2 ισούνται με 31.14 kg/m2. Στο αναβαθμισμένο σενάριο, οι ενεργειακές απαιτήσεις ελαττώνονται στις 9752 kWh, προκύπτει ποσοστό βελτίωσης 37% και οι εκπομπές σε CO2 μειώνονται στα 24.33 kg/m2. Τέλος, στην περίπτωση του Διδακτικού και Ερευνητικού κέντρου στον Δράπανο, οι ενεργειακές απαιτήσεις ανέρχονται στις 9697 kWh, δεδομένου ομοίως ότι δεν υπάρχουν συστήματα θέρμανσης και ψύξης, και οι εκπομπές σε CO2 ανέρχονται στα 8.85 kg/m2.Έπειτα από ενεργειακή αναβάθμιση του σεναρίου, προκύπτει ελάττωση των ενεργειακών απαιτήσεων στις 6931 kWh, ποσοστό βελτίωσης 28%, και οι εκπομπές σε CO2 μειώνονται στα 6.49 kg/m2. 
description: The current research examines the energy footprint and the possibilities offered by the conservation and proper utilization of the natural environment in sunstainable construction techniques, as well as the structural and morphological characteristics of this particular type of construction, within the framework of its evaluation as an element of sustainable development. The three residences are located in the Municipality of Apokoronas, in the regional community of Crete, and their construction is based on alternative building methods using natural materials such as raw brick and straw, which were locally handcrafted. Analysis of the auxiliary materials was deemed necessary to contribute to energy resource conservation, as their production and application methods are based on green bioclimatic design principles. This technique was carried out within the principles of bioclimatic architecture, aiming to present a minimal energy footprint and create interdependent buildings with the environment, capable of adapting to it without causing harm. Initially, the buildings were modeled in SketchUp-Open Studio software is based on the corresponding floor plans in AutoCAD. Subsequently, using the OpenStudio software, appropriate data inputs were made regarding the meteorological conditions of the respective area, the characteristics of the building materials used, the energy consumption of the buildings, and the uses of each thermal zone. A comparison was made between the actual temperature values, calculated through sensors in each space, and those of the modeled values obtained from the program to study the convergence rate. Then, new scenarios of the modeled buildings were created, including loads and data based on space usage conditions. Energy consumption calculations required, and internal temperature adjustments were made over a one-year period, while CO2 emissions were calculated based on literature references. The energy consumption results obtained from the program are as follows: The energy requirements in the Vafe residence amount to 4350 kWh, given that it does not have heating and cooling systems, with CO2 emissions of 48 kg/m2. After energy upgrading, energy requirements amount to 2851 kWh, with a 35% improvement rate, and CO2 emissions reduced to 4.28 kg/m2. The energy requirements in the Neo Horio residence amount to 15578 kWh, as there is a heating system, with CO2 emissions of 106.28 kg/m2. In the upgraded scenario, energy requirements decrease to 9752 kWh, with a 37% improvement rate, and CO2 emissions reduced to 101 kg/m2. Finally, in the case of the Educational and Research Center in Drapanos, energy requirements amount to 9697 kWh, given that there are no heating and cooling systems, with CO2 emissions of 39 kg/m2. After scenario energy upgrading, energy requirements decrease to 6931 kWh, with a 28% improvement rate, and CO2 emissions reduced to 31 kg/m2.