Σχεδιασμός και ενεργειακή προσομοίωση κτιρίου σύνθετης γεωμετρίας

Παναγιωτόπουλος, Παναγιώτης; Panagiotopoulos, Panagiotis

dc.contributor.author	Παναγιωτόπουλος, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Panagiotopoulos, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2023-03-24T08:04:35Z
dc.date.available	2023-03-24T08:04:35Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57288
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24986
dc.rights	Default License
dc.subject	Μοντελοποίηση	el
dc.subject	Σύνθετη γεωμετρία	el
dc.subject	Ενεργειακή προσομοίωση	el
dc.subject	Προγραμματιστικό στοιχείο	el
dc.subject	Παραμετρική μελέτη	el
dc.subject	Grasshopper	en
dc.subject	Energy modeling	en
dc.subject	Ladybug Tools	en
dc.subject	Complex geometry	en
dc.title	Σχεδιασμός και ενεργειακή προσομοίωση κτιρίου σύνθετης γεωμετρίας	el
dc.title	Design and energy simulation of a complex geometry building	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ενέργεια	el
heal.classification	Energy engineering	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-02-10
heal.abstract	Τα παγκόσμια προβλήματα της κλιματικής αλλαγής και της ενεργειακής κρίσης έχουν οδηγήσει κυβερνήσεις και διεθνής φορείς στη λήψη μέτρων και στη χάραξη στρατηγικής για την αντιμετώπισή τους. Ένας από τους πιο ενεργοβόρους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας είναι τα κτίρια τα οποία αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 30% της κατανάλωσης ενέργειας στη Ευρώπη. Για τον λόγο αυτό έχουν θεσπιστεί συγκεκριμένοι βραχυπρόθεσμοι και μακροπρόθεσμοι στόχοι , σε ευρωπαϊκό αλλά και εγχώριο επίπεδο, για την εξοικονόμηση ενέργειας στα κτίρια. Οι παραπάνω εξελίξεις συνέβαλαν στη ραγδαία ανάπτυξη των εργαλείων σχεδιασμού και ενεργειακής προσομοίωσης κτιρίων με σκοπό την βελτιστοποίηση του ενεργειακού τους σχεδιασμού. Ωστόσο, η ενεργειακή μοντελοποίηση εμφανίζει πληθώρα προκλήσεων, μια από τις οποίες είναι η μελέτη της σύνθετης γεωμετρίας που συναντάται όλο και πιο συχνά στη σύγχρονη αρχιτεκτονική. Το αντικείμενο της μελέτης της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η σχεδίαση και η ενεργειακή μοντελοποίηση κτιρίου γραφείων σύνθετης γεωμετρίας, με στόχο την ανάλυση των ενεργειακών του απαιτήσεων. Το σχεδιαστικό πρόγραμμα Rhinoceros 3D που χρησιμοποιήθηκε για τον σχεδιασμό του κτιρίου κάνει χρήση του μαθηματικού μοντέλου NURBS γεγονός που το καθιστά ιδανικό για την απεικόνιση των κυρτών επιφανειών. Η ενεργειακή μοντελοποίηση πραγματοποιήθηκε στο περιβάλλον της οπτικής προγραμματιστικής γλώσσας Grasshopper όπου χρησιμοποιήθηκαν τα Ladybug Tools και πιο συγκεκριμένα οι επεκτάσεις Honeybee και Ladybug για τη δημιουργία παραμετρικού διαγράμματος. Τα Ladybug Tools παρέχουν τη δυνατότητα ευκολότερης διαχείρισης της σύνθετης γεωμετρίας μέσω της δημιουργίας πλέγματος επίπεδων επιφανειών ώστε να είναι δυνατή η υλοποίηση της προσομοίωσης χρησιμοποιώντας τα λογισμικά OpenStudio και EnergyPlus. Κατά την μοντελοποίηση εξετάστηκε η επίδραση διαφορετικών παραμέτρων όπως η χρήση διαφορετικών συστημάτων HVAC, η μεταβολή του προσανατολισμού του κτιρίου, καθώς και η μελέτη των κλιματικών δεδομένων διαφορετικών γεωγραφικών περιοχών. Επιπλέον εξετάστηκε η επίπτωση της απλοποίησης της σύνθετης γεωμετρίας ως προς το σφάλμα των αποτελεσμάτων καθώς και η επίδρασή της στις χρονικές απαιτήσεις των υπολογισμών της προσομοίωσης. Τα αποτελέσματα της εργασίας υποδεικνύουν τον τρόπο με τον οποίο διάφορες παράμετροι επηρεάζουν τις ενεργειακές καταναλώσεις του κτιρίου, ενώ ταυτόχρονα περιγράφεται η ορθή σχεδιαστική προσέγγιση και διαχείριση σύνθετης γεωμετρίας αλλά και το εύρος του σφάλματος που προκύπτει από την απλοποίησής της.	el
heal.abstract	Climate change and the global energy crisis have led governments and international bodies to act and create strategies to minimize their negative impacts. Buildings are one of the most energy-intensive areas of human activity, representing more than 30% of the energy consumption in Europe. Thus, there have been established short-term and long-term goals, at a European and a domestic level, to save energy in buildings. All the above contributed to the rapid development of building design and energy simulation tools which are being used to optimize the energy planning of buildings. However, energy modeling faces a multitude of challenges, one of which is the study of complex geometry, which is increasingly common in modern architecture. The subject of the present diploma thesis is the design and energy modeling of an office building with complex geometry, with the aim of analyzing its energy requirements. The program Rhinoceros 3D which was used to design the building makes use of the mathematician NURBS model which makes it ideal for displaying curved surfaces. The energy modeling was materialized in the environment of the visual programming language Grasshopper, where the Ladybug Tools were used and more specifically the Honeybee and Ladybug extensions for creating a parametric diagram. Ladybug Tools can manage complex geometry through plane meshing surfaces so that it is possible to implement them into the simulation using the OpenStudio and EnergyPlus software. The effect of different parameters was studied during modeling, such as the use of different HVAC systems, the altering of the orientation of the building, as well as the result of using different climatic data for different geographical areas. In addition, the impact of the simplification of the complex geometry was studied in terms of the error of the results as well as its effect on the time required to complete the simulation calculations. The results of the study indicate how various parameters affect the energy consumption of the building, while simultaneously describing the correct design approach for complex geometry but also its margin of error resulting from its simplification.	en
heal.advisorName	Τζιβανίδης, Χρήστος	el
heal.advisorName	Tzivanidis, Christos	en
heal.committeeMemberName	Κορωνάκη, Ειρήνη	el
heal.committeeMemberName	Χουντάλας, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Τζιβανίδης, Χρήστος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	120 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false