Υπολογιστική ανάλυση θερμικής συμπεριφοράς παθητικού κτηρίου, βελτιστοποίηση με PCM και σύγκριση με συμβατικό κτήριο

Κωνσταντίνου, Πέτρος; Konstantinou, Petros

dc.contributor.author	Κωνσταντίνου, Πέτρος	el
dc.contributor.author	Konstantinou, Petros	en
dc.date.accessioned	2019-12-03T11:55:27Z
dc.date.available	2019-12-03T11:55:27Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49542
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17240
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Παθητικό κτίριο	el
dc.subject	Υλικά αλλαγής φάσης	el
dc.subject	Θερμική συμπεριφορά κτιρίων	el
dc.subject	Ενεργειακή Προσομοίωσηπ	el
dc.subject	Παθητικός σχεδιασμός	el
dc.subject	Μοντελοποίηση παθητικού κτιρίου	el
dc.subject	Σύγκριση παθητικού κτιρίου με συμβατικό κτίριο	el
dc.subject	Passive house	en
dc.subject	Phase change materials	en
dc.subject	Thermal behavior of buildings	en
dc.subject	Energy simulation	en
dc.subject	EnergyPlus	en
dc.subject	PHPP	en
dc.subject	Passive house and conventional building comparison	en
dc.subject	PCM	en
dc.subject	SketchUp	en
dc.subject	OpenStudio	en
dc.title	Υπολογιστική ανάλυση θερμικής συμπεριφοράς παθητικού κτηρίου, βελτιστοποίηση με PCM και σύγκριση με συμβατικό κτήριο	el
dc.title	Computational analysis of passive house thermal behavior, PCM optimization and comparison with conventional building	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Θερμική συμπεριφορά κτιρίων	el
heal.classification	Thermal behavior of buildings	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-02
heal.abstract	Κύριος στόχος αυτής της εργασίας είναι η ανάλυση της θερμικής συμπεριφοράς ενός πιστοποιημένου παθητικού κτηρίου ύστερα από ανακαίνιση και ενεργειακή αναβάθμιση, που βρίσκεται στην Αθήνα, χωρίς την χρήση συστημάτων ενεργητικής ψύξης ή θέρμανσης. Θα πραγματοποιηθεί μια σύγκριση μεταξύ δύο λογισμικών, του EnergyPlus και του PHPP ενώ ακόμη θα αναλυθεί η σύγκριση του παθητικού με ένα θεωρητικό συμβατικό κτήριο που ακολουθεί τους περιορισμούς κτηρίου κλιματικής ζώνης Β του ΚΕΝΑΚ. Επίσης, θα πραγματοποιηθεί προσπάθεια βελτιστοποίησης του παθητικού κτηρίου με την χρήση υλικών αλλαγής φάσης (PCMs), εντάσσοντάς τα σε διάφορες τοποθεσίες και ελέγχοντας την ιδανικότερη τοποθεσία τους αναφορικά με την μόνωση. Στο πρώτο κεφάλαιο αναλύεται το πρόβλημα της κλιματικής αλλαγής και η σημασία της και στο δεύτερο, η σχέση της ενέργειας και των κτηρίων. Το τρίτο περιγράφει το παθητικό κτήριο και την σημασία του ενώ το τέταρτο περιλαμβάνει την θεωρία των υλικών αλλαγής φάσης. Στο πέμπτο κεφάλαιο περιγράφεται διεξοδικά η ενεργειακή προσομοίωση των κτηρίων με τη χρήση του SketchUp για τον σχεδιασμό, του OpenStudio για την σύνδεση και του EnergyPlus για την μοντελοποίηση, ενώ σε ορισμένα σημεία αναφέρονται και αντίστοιχα πεδία του λογισμικού PHPP και του AutoCAD από παρόμοια μελέτη που είχε διεξαχθεί. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζονται και αναλύονται τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων. Στο έβδομο και τελευταίο κεφάλαιο της εργασίας παρουσιάζονται τα συμπεράσματα όλης της μελέτης και παρατίθενται προτάσεις για μελλοντική έρευνα. Συμπερασματικά, από την ανάλυση των αποτελεσμάτων της εσωτερικής θερμικής άνεσης, βρέθηκε ότι οι διαφορές των 2 παρόμοιων μελετών στο ίδιο παθητικό κτήριο με την χρήση διαφορετικών λογισμικών, EnergyPlus και PHPP, που αντιμετωπίζουν το κτήριο από διαφορετική σκοπιά, είναι απειροελάχιστες και κατά μέσο όρο της τάξης του 0,61 °C. Ακόμη, διαπιστώθηκε ότι το παθητικό κτήριο, συγκριτικά με το συμβατικό, παρουσιάζει αρκετά καλύτερη θερμική συμπεριφορά εφόσον κρίθηκε θερμικά αποδοτικότερο καθ όλη τη διάρκεια του έτους της προσομοίωσης. Πιο συγκεκριμένα το παθητικό κτήριο, βρέθηκε κατά μέση τιμή, θερμότερο κατά 1,4 °C τους χειμερινούς μήνες και ψυχρότερο κατά 1,19 °C τους θερινούς. Αναφορικά με τα PCMs διαπιστώθηκε ότι η επιλογή του PCM με θερμοκρασία μετάβασης 23 °C και η τοποθέτησή του εσωτερικά της μόνωσης και συγκεκριμένα, στους εξωτερικούς τοίχους, στα δάπεδα και στις οροφές, αποτέλεσε την βέλτιστη λύση για το παθητικό κτήριο, από τις υπόλοιπες περιπτώσεις που εξετάστηκαν. Με τη εφαρμογή του υπολογίστηκε ότι το παθητικό κτήριο κερδίζει στους χώρους του μέση μηνιαία θέρμανση κατά 0,71 °C την περίοδο του χειμώνα και πετυχαίνει μέση μηνιαία ψύξη κατά 0,34 °C την περίοδο του θέρους. Γενικότερα, η συγκεκριμένη εργασία, μπορεί να βοηθήσει οποιονδήποτε ενδιαφέρεται για την λειτουργία του παθητικού κτηρίου και την σημασία του, πέρα από τα οικονομικά οφέλη και την ποιότητα ζωής που προσφέρει, στο περιβάλλον της σημερινής εποχής.	el
heal.abstract	Τhe main objective of this thesis is to analyze the thermal behavior of a certified passive house after renovation and energy upgrade, located in Athens, without the use of active cooling or heating systems. A comparison will be made between two softwares, EnergyPlus and PHPP, and will also analyze the comparison of the passive house with a theoretical conventional building that follows the constraints of KENAK building climate zone B. An attempt will also be made to optimize the passive house by using phase change materials (PCMs), integrating them into various locations and checking their ideal location regarding the insulation. The first chapter analyzes the problem of climate change and its importance and in the second, the relationship between energy and buildings. The third one describes the passive house and its significance while the fourth one includes the theory of phase change materials. Chapter 5 describes in detail the energy simulation of the buildings using SketchUp for the design, OpenStudio for connectivity and EnergyPlus for modeling, with some areas referring to the corresponding fields of PHPP software and AutoCAD designs from a similar study conducted. The sixth chapter presents and analyzes the results of the simulations. The seventh and final chapter of the thesis presents the conclusions of the entire study and provides suggestions for future research. In conclusion, from the analysis of the results of internal thermal comfort, it was found that the differences of the two similar studies in the same passive house using different software, EnergyPlus and PHPP, which treat the building from a different perspective, are extremely minor and with an average of 0,61 °C. Furthermore, it was found that the passive house exhibited significantly better thermal behavior compared to the conventional one as it was considered to be more thermally efficient throughout the simulation year. The passive house, in particular, was found to be, on average, warmer by 1,4 °C in the winter months and colder by 1,19 °C in the summer. Concerning PCMs, it was found that the choice of PCM with a transition temperature of 23 °C and its installation inside of the insulation, specifically in the exterior walls, floors and ceilings was the optimal solution for the passive house out of the other cases considered. With its implementation, it was calculated that the passive house gains in its premises an average monthly heating of 0,71 °C in winter and achieves an average monthly cooling of 0,34 °C in summer. In general, this thesis can assist anyone interested in the operation of the passive house and its importance, beyond the economic benefits and quality of life it offers, in today's environment.	en
heal.advisorName	Τζιβανίδης, Χρήστος
heal.advisorName	Tzivanidis, Christos
heal.committeeMemberName	Τζιβανίδης, Χρήστος
heal.committeeMemberName	Κορωνάκη, Ειρήνη
heal.committeeMemberName	Ρογδάκης, Εμμανουήλ
heal.committeeMemberName	Tzivanidis, Christos
heal.committeeMemberName	Koronaki, Eirini
heal.committeeMemberName	Rogdakis, Emmanouil
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	235 σ.
heal.fullTextAvailability	false