Επίδραση καινοτόμων μονωτικών υλικών στην ενεργειακή απόδοση κτηριακού κελύφους με χρήση του υπολογιστικού πακέτου EnergyPlus

Μανωλίτσης, Άρης; Manolitsis, Aris

dc.contributor.author	Μανωλίτσης, Άρης	el
dc.contributor.author	Manolitsis, Aris	en
dc.date.accessioned	2016-01-20T10:28:45Z
dc.date.available	2016-01-20T10:28:45Z
dc.date.issued	2016-01-20
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/41856
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.9093
dc.rights	Default License
dc.subject	Ενεργειακή απόδοση κτηρίων	el
dc.subject	ΕnergyPlus	en
dc.subject	Μονωτικά υλικά	el
dc.subject	Καινοτόμα υλικά	el
dc.subject	Κτήρια ξηράς δόμησης	el
dc.subject	Θερμογέφυρες	el
dc.subject	Lightweight metal frame	en
dc.subject	Vacuum insulation panels	en
dc.subject	U-value	en
dc.subject	Thermal bridges	en
dc.title	Επίδραση καινοτόμων μονωτικών υλικών στην ενεργειακή απόδοση κτηριακού κελύφους με χρήση του υπολογιστικού πακέτου EnergyPlus	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ενεργειακή απόδοση κτηρίων	el
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-10-09
heal.abstract	Δεδομένου των ιδιαίτερα υψηλών ενεργειακών απαιτήσεων των κτηρίων, κρίνεται φρόνιμο για λόγους οικονομικούς αλλά και οικολογικούς, να βελτιωθούν και να αναπτυχθούν οι τεχνολογικές λύσεις σε τέτοια κατεύθυνση ώστε να υπάρξει ολιστική διαχείριση του προβλήματος αυτού. Στις χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης ο κτηριακός τομέας είναι υπεύθυνος για το 40% περίπου της συνολικής ενεργειακής κατανάλωσης. γεγονός που καθιστά απαραίτητο τον σχεδιασμό κτηρίων με περιορισμένες ενεργειακές ανάγκες. Ταυτοχρόνως, και στα ήδη υπάρχοντα κτήρια μπορούν να γίνουν παρεμβάσεις έτσι ώστε να επιτευχθεί η μέγιστη δυνατή εξοικονόμηση ενέργειας. Ο κυριότερος τρόπος βελτίωσης της ενεργειακής συμπεριφοράς ενός κτηρίου, είναι η όσο το δυνατόν καλύτερη θερμομόνωση του κελύφους του, με σκοπό τον περιορισμό των θερμικών του απωλειών. Στην παρούσα εργασία, μελετάται ενεργειακά ένα υποθετικό κτήριο ξηράς δόμησης, από ελαφρύ μεταλλικό σκελετό. Τα κτήρια ξηράς δόμησης, αποδεικνύεται πως τελικά έχουν ιδιαίτερα πλεονεκτήματα και πως μελλοντικά μπορούν να αποτελέσουν μια ελκυστική λύση στις κτηριακές κατασκευές. Παρόλα αυτά, ο μεταλλικός τους σκελετός εισάγει σημαντικές θερμογέφυρες οι οποίες και ενισχύουν τις θερμικές τους απώλειες. Στη κατεύθυνση αυτή, τα υπερμονωτικά υλικά μπορούν να αποτελέσουν μια ιδανική λύση ως προς τη βελτιστοποίηση της θερμικής τους απόδοσης. Στο πρώτο μέρος της παρούσας εργασίας υπάρχει μια βιβλιογραφική ανασκόπηση της θεωρητικής μεθόδου μελέτης των θερμογεφυρών και των μονωτικών σανίδων κενού (VIP) οι οποίες και προτείνονται για εφαρμογή στη μόνωση των τοίχων του κτηρίου. Στη συνέχεια υπολογίζονται όλες οι θερμογέφυρες όπου εμφανίζονται στο κέλυφος του κτηρίου και προσδιορίζεται η συνεισφορά τους στο συνολικό συντελεστή θερμοπερατότητας (U-value) των επιφανειών του. Δεδομένης της θερμική συμπεριφοράς του κτηρίου, παρεμβαίνουμε με επιπλέον βελτιώσεις στη μόνωση του, υπολογίζοντας εκ νέου τον συντελεστή θερμοπερατότητας του κελύφους του. Τέλος προχωρούμε στην ενεργειακή προσομοίωση του κτηρίου, με τη βοήθεια του υπολογιστικού προγράμματος EnergyPlus. Καθώς όμως το πρόγραμμα χρησιμοποιεί εξισώσεις μεταφοράς θερμότητας για μονοδιάστατη ροή θερμότητας, καταφέρνουμε να εισάγουμε τις θερμογέφυρες που δημιουργούνται στο κέλυφος του κτηρίου, γραμμικές (2D) και σημειακές (3D), βασιζόμενοι στη θεωρία των μεθόδων της ισοδύναμης τοιχοποιίας και της ισοδύναμης θερμικής αγωγιμότητας Η ενεργειακή μελέτη πραγματοποιείται, με και χωρίς την εφαρμογή στη μόνωση του κελύφους του κτηρίου, των VIP, σε τέσσερις διαφορετικές περιοχές με διακριτές κλιματολογικές συνθήκες. Παράλληλα υπολογισμοί γίνονται και για τις περιπτώσεις όπου έχουν γίνει οι παρεμβάσεις ως προς τη βελτίωση των μονωτικών ικανοτήτων του κτηρίου. Κατά τον τρόπο αυτό αξιολογώντας τα αποτελέσματα εξάγουμε ενδιαφέροντα συμπεράσματα σχετικά με τις μονωτικές ικανότητες των VIPs.	el
heal.abstract	Given the high energy requirements of the building sector, it is important, for economic and ecological reasons, to develop technological solutions that provide holistic management of this problem. In the European Union, the building sector is responsible for approximately 40% of the total energy consumption, which makes it necessary to design buildings with reduced energy needs. In parallel, in the existing building stock, interventions are needed so as to achieve maximum energy savings. One of the most efficient ways to improve the energy performance of a building is the thermal insulation of its envelope, that reduces heat losses/gains. In this thesis, we study a hypothetical dry construction building with a lightweight metal frame. Dry construction technology differs fundamentally from the technology and construction of heavyweight components. The high efficiency of this form of construction regarding the lightweight properties and the minimal use of materials, if fully exploited, can result to high quality buildings with superior technical and building physics characteristics In this context, one of the main issues that have to be addressed is the strong thermal bridges introduced by the steel frame which enhance the thermal losses/gains from the building shell. In this direction, super insulating materials can be an ideal solution for the minimization of the thermal bridges and the improvement of the thermal efficiency of drywall constructions. The first part of this thesis, provides a brief introduction of the thermal bridges in buildings and the methods for their calculation. Additionally, the current state-of-the-art in super insulation technology is discussed. Emphasis is put on vacuum insulation panels (VIPs) which are proposed for implementation in the insulation of the building studied in this thesis. Then a calculation of all the thermal bridges which occur in the shell of the building takes place, and their contribution to the overall thermal transmittance (U-value) of the surface of the building is determined. Given the thermal behavior of the building, we propose additional improvements in its insulation, recalculating the U-value. Finally, we proceed to the energy modeling of the building, by using EnergyPlus program. Since the program uses heat transfer equations for one-dimensional heat flow, we introduce the linear and the point thermal bridges created in the building shell, based on the theory of equivalent wall and the CTP methods. The energy study is performed with and without the application of the VIPs in the building shell, in four different areas with distinct climatic conditions. Parallel calculations take place for the cases where interventions have been made for the improvement of the insulation of the building. The results are evaluated and discussed, so that interesting conclusions regarding the insulating capabilities of VIPs are drawn.	en
heal.advisorName	Φούντη, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Φούντη, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Ρακόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Χουντάλας, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ετερογενών Μειγμάτων και Συστημάτων Καύσης	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	145 σ.
heal.fullTextAvailability	true