Μελέτη Φυσικού Φωτισμού Δίκλινου Θαλάμου Νοσηλείας με Λογισμικό

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των παραμέτρων φυσικού φωτισμού σε ένα θάλαμο νοσηλείας μεγάλου σύγχρονου νοσοκομείου της Αττικής, καθώς και ορισμένα σενάρια σκίασης ή αύξησης φωτισμού, ανάλογα με τις απαιτήσεις του εκάστοτε προσανατολισμού. Αρχικώς, γίνεται βιβλιογραφική ανασκόπηση σχετικά με τον βιοκλιματικό σχεδιασμό των κτιρίων και των παθητικών ενεργειακών συστημάτων. Επίσης, αναπτύσσονται αναλυτικά οι δύο παράμετροι που δόθηκε η μεγαλύτερη βαρύτητα στην εκπόνηση της έρευνας, η ένταση του φωτισμού και η θάμβωση. Έπειτα, παρατίθενται λεπτομερώς ορισμένα συστήματα σκίασης, όπως οι οριζόντιες κινητές περσίδες και άλλα δυναμικά ή σταθερά σκίαστρα, καθώς επίσης και κάποια συστήματα αύξησης φυσικού φωτισμού, όπως περσίδες μεγάλης ανακλαστικότητας και ράφια φωτισμού. Το νοσοκομείο, ο θάλαμος του οποίου μελετήθηκε, έχει την πτέρυγα ασθενών σε κτίριο μορφής «Γ», με αποτέλεσμα για γίνουν έλεγχοι για δύο διαφορετικούς προσανατολισμούς: α)την ανατολή και β)το βορρά. Για τους θαλάμους, λοιπόν, με ανατολική όψη, ελέχθησαν, πέραν της υπάρχουσας κατάστασης, κάποια ενδεχόμενα σενάρια σκίασης από αυτά που παρατέθηκαν. Παρομοίως, για τους θαλάμους με βορινή όψη τα αντίστοιχα αύξησης φυσικού φωτισμού, εφόσον υπήρχε ανάγκη αύξησης φωτισμού, λόγω χαμηλών επιπέδων έντασής του.Όλα τα παραπάνω επετεύχθησαν μέσω λογισμικού. Συγκεκριμένα, έγινε χρήση του σχεδιαστικού προγράμματος Google Sketch_up, του add-on προγράμματος OpenStudio Plug-in και του, απόδοσης Φυσικού Φωτισμού, Radiance, τα οποία λειτουργούν σε πλήρη συνεργασία. Στη συνέχεια, αναλύθηκαν διάφορες ενεργειακές μεταβλητές και κυρίως, εξετάστηκαν οι ανάγκες σε θέρμανση και ψύξη, για την επίτευξη θερμικής άνεσης εντός του θαλάμου νοσηλείας χωρίς τη βοήθεια μηχανολογικού εξοπλισμού, για όλο το έτος, μέσω του προγράμματος EnergyPlus. Αυτό έγινε για κάθε σενάριο που προαναφέρθηκε, σε κάθε προσανατολισμό, ώστε να συγκριθούν και να διαπιστωθεί η αποδοτικότερη λύση από άποψης εξοικονόμησης ενέργειας και κατ’ επέκταση, οικονομικών πόρων.

The purpose of this thesis is to study the parameters of daylighting in a ward of a large modern hospital in Athens, as well as some scenarios of shading or increasing lighting, depending on the requirements of each orientation. Initially, there is a literature review on bioclimatic building design and passive energy systems. Also, the two parameters given greater weight in the formulation of the research are explicated in detail, the illuminance and glare. Then, some shading systems are detailed displayed, such as a horizontal oscillating louvers and other dynamic or fixed awnings, as well as some systems which increase natural lighting, such as blinds with high reflectivity and light shelves. The patient wing of the hospital, the chamber of which was studied, has a corner building form. As a result, checks are made for two different orientations: a) east b) north. For the chambers in an easterly aspect, some possible scenarios of shading from those listed are tested, beyond the status quo. Similarly, on the north side wards, with the corresponding increase natural lighting, if there was need to increase lighting, due to low levels of illuminance. All the above have been achieved through software. Particularly, the programs which were used are the design software Google Sketch_up, the add-on program OpenStudio Plug-in and the Radiance, for performance Natural Lighting, all of which work in full cooperation. Lastly, various energy variables are analyzed and mainly addressed the needs of heating and cooling to achieve thermal comfort inside the ward without the aid of machinery, throughout the year, through the EnergyPlus programm. This is done for each scenario above, in any orientation, in order to compare and find the most efficient solution in terms of energy savings and hence, the financial resources.