Μελέτη επιπτώσεων κλιματικής αλλαγής στην ενεργειακή συμπεριφορά αντιπροσωπευτικού κτηρίου νοσοκομείου στην Ελλάδα

Σαΐρογλου, Νίκη; Sairoglou, Niki

dc.contributor.author	Σαΐρογλου, Νίκη	el
dc.contributor.author	Sairoglou, Niki	en
dc.date.accessioned	2025-05-26T07:47:45Z
dc.date.available	2025-05-26T07:47:45Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61938
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29634
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Παραγωγή και Διαχείριση Ενέργειας”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Κλιματικη αλλαγή	el
dc.subject	Εξοικονόμηση ενέργειας	el
dc.subject	Τυπικό κτήριο νοσοκομείου	el
dc.subject	Ενεργειακή απόδοση κτηρίων	el
dc.subject	Βελτιστοποίση ενεργειακών συστημάτων	el
dc.title	Μελέτη επιπτώσεων κλιματικής αλλαγής στην ενεργειακή συμπεριφορά αντιπροσωπευτικού κτηρίου νοσοκομείου στην Ελλάδα	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Κλιματική αλλαγή, Εξοικονόμηση ενέργειας κτηρίων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-10-29
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία αποσκοπεί στη διερεύνηση των επιπτώσεων, του μείζονος ζητήματος της κλιματικής αλλαγής, στην ενεργειακή συμπεριφορά ενός αντιπροσωπευτικού κτηρίου νοσοκομείου στην Ελλάδα. Η εκτεταμένη μελέτη του εν λόγω θέματος κρίνεται αναγκαία, διότι στην Ελλάδα, τα κτήρια είναι υπεύθυνα για το 43% της συνολικής ενεργειακής κατανάλωσης και το 36% των συνολικών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Ένας από τους κυριότερους λόγους είναι ότι η πλειοψηφία του κτηριακού αποθέματος χρονολογείται προ του 1970 και χαρακτηρίζεται από χαμηλές ενεργειακές αποδόσεις, ενώ από το έτος 2005 σημειώνεται μείωση κατά 88% στην κατασκευή νέων κτηρίων. Τα νοσοκομεία συγκαταλέγονται στα πιο ενεργοβόρα κτήρια, εξαιτίας της συνεχούς λειτουργίας και των υψηλών απαιτήσεων για θερμική και οπτική άνεση και ποιότητα του εσωτερικού αέρα, καθώς οι συνθήκες αυτές είναι κρίσιμες για την ασφάλεια των ασθενών και την αποδοτικότητα του ιατρικού προσωπικού. Συνεπώς, με βάση τις ραγδαίες επιπτώσεις που προκαλεί η κλιματική αλλαγή, ανακύπτει η ανάγκη για επαναπροσδιορισμό του τρόπου με τον οποίο τα νοσοκομεία θα παραμείνουν ενεργειακά αποδοτικά και βιώσιμα. Η κλιματική αλλαγή αυξάνει την πολυπλοκότητα των κλιματικών συνθηκών και των περιβαλλοντικών προκλήσεων που καλείται να αντιμετωπίσει ο κτηριακός τομέας, καθώς συνεπάγεται αύξηση της θερμοκρασίας, της υγρασίας και της συχνότητας εμφάνισης ακραίων καιρικών φαινομένων. Η μεγάλη διάρκεια ζωής των κτηρίων (κυμαίνεται από 50 έως 100 έτη) αντιστοιχεί στο χρονικό πλαίσιο κατά το οποίο το κλίμα αναμένεται να παρουσιάσει ουσιαστική αλλαγή. Αυτό σημαίνει, ότι τα κτήρια που κατασκευάζονται ή ανακαινίζονται ριζικά σήμερα θα πρέπει να σχεδιάζονται με τρόπο που να τους επιτρέπει να λειτουργούν αποδοτικά τόσο στις τρέχουσες όσο και στις μελλοντικές κλιματικές συνθήκες, με κύριο γνώμονα τη μείωση της επιβάρυνσης των εκπομπών θερμοκηπίου που επιβαρύνουν αυτήν και τις μελλοντικές γενιές. Με βάση αυτόν τον προσανατολισμό, η παρούσα μελέτη αξιοποιεί προβλέψεις των μελλοντικών κλιματικών συνθηκών για τα έτη 2050 και 2080, χρησιμοποιώντας τωρινά δεδομένα από την Διακυβερνητική Επιτροπή για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC). Τα δεδομένα αυτά ενσωματώνονται μέσω του εργαλείου CCWorldWeatherGen για την πρόβλεψη των κλιματικών αλλαγών και την εκτίμηση της ενεργειακής συμπεριφοράς του νοσοκομείου. Στο πλαίσιο της μελέτης, μοντελοποιείται ένα τυπικό κτήριο νοσοκομείου, το οποίο τοποθετείται στην Αθήνα και μεταβάλλεται το χρονικό διάστημα κατασκευής του. Οι χρονικές περίοδοι μοντελοποίησης κυμαίνονται από το 1980 έως το 2022 και εφαρμόζεται προσαρμογή των προδιαγραφών κελύφους και των συνθηκών λειτουργίας στην εκάστοτε χρονική περίοδο και τους ισχύοντες κανονισμούς. Τα κλιματικά δεδομένα που δημιουργήθηκαν προσομοιώθηκαν για όλες τις χρονικές περιόδους. Οι προσομοιώσεις ανέδειξαν σημαντικές μεταβολές στις ενεργειακές απαιτήσεις του κτηρίου, με τη μεγαλύτερη πρόκληση να συνδέεται με την αύξηση ζήτησης για ψύξη κατά τους θερινούς μήνες και τη μείωση των απαιτήσεων θέρμανσης τους χειμερινούς μήνες, εξαιτίας των αναμενόμενων υψηλότερων μέσων θερμοκρασιών με την πάροδο του χρόνου. Συγκεκριμένα, η μείωση των απαιτήσεων θέρμανσης εκτιμάται περίπου 20% το 2050 και φτάνει έως το 40% το 2080. Αντίθετα, οι απαιτήσεις για ψύξη θα αυξηθούν κατά περίπου 30% το 2050 και θα φτάσουν έως το 60% το 2080, αντανακλώντας τις συνέπειες των υψηλότερων θερμοκρασιών και της μεγαλύτερης διάρκειας των θερμών περιόδων. Με στόχο τον προσδιορισμό των ενεργειακών καταναλώσεων του νοσοκομείου μοντελοποιούνται τα τυπικά ενεργειακά συστήματα για τις χρονικές περιόδους κατασκευής του νοσοκομείου, με τις μεγαλύτερες αποκλίσεις απαιτήσεων, δηλαδή την χρονική περίοδο προ 1980 και 2017-2022. Στις χρονικές αυτές περιόδους συναντώνται ίδια ενεργειακά συστήματα, δίνεται όμως έμφαση στην τροποποιήση παραμέτρων με στόχο την αύξηση της ενεργειακής απόδοσής τους και τη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου. Πιο συγκεκριμένα, εξετάζεται η χρήση των συμβατικών συστημάτων, όπως λέβητες για την κάλυψη των αναγκών θέρμανσης και ζεστών νερών χρήσης και πύργους ψύξης για την κάλυψη των αναγκών ψύξης. Η βελτίωση των παραμέτρων μοντελοποίησης, η οποία προκύπτει από την εξέλιξη της τεχνολογίας, συνοδεύεται με μειωμένες καταναλώσεις, ανά κλιματική περίοδο. Επομένως, αναδεικνύεται η ανάγκη για μια ολοκληρωμένη στρατηγική ενεργειακής αναβάθμισης του νοσοκομειακού κτξρίου, η οποία θα περιλαμβάνει τόσο την αναβάθμιση των συστημάτων HVAC όσο και την εισαγωγή βιώσιμων τεχνολογιών που μπορούν να διασφαλίσουν τη βιωσιμότητα και την ανθεκτικότητα του κτιρίου στο μέλλον. Στο πλαίσιο αυτό, πραγματοποιείται μια αναλυτική αξιολόγηση των πιθανών βελτιώσεων που μπορούν να εφαρμοστούν στο τυπικό κτήριο νοσοκομείου για να αυξηθεί η ενεργειακή του απόδοση τόσο στο παρόν, όσο και στο μέλλον. Τα σενάρια βελτιστοποίησης που εξετάζονται περιλαμβάνουν τη χρήση σύγχρονων θερμομονωτικών υλικών για την αναβάθμιση του κελύφους του κτηρίου, ώστε να περιοριστούν οι θερμικές απώλειες και να προστατευθούν οι εσωτερικοί χώροι από την υπερθέρμανση. Επιπλέον, αναλύεται η δυνατότητα ενσωμάτωσης φωτοβολταϊκών συστημάτων για την κάλυψη μέρους των ενεργειακών αναγκών, με στόχο τη μείωση της εξάρτησης από μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και την κάλυψη των αυξημένων αναγκών για ψύξη. Ως σύστημα ψύξης και θέρμανσης, εξετάζεται αρχικά η χρήση πολυδιαιρούμενου συστήματος κλιματισμού μεταβλητού όγκου ψυκτικού μέσου για την αποτελεσματική ρύθμιση της θερμοκρασίας ανά θερμική ζώνη του κτιρίου, εξασφαλίζοντας μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση και προσαρμοστικότητα στις διαφορετικές ανάγκες των χώρων. Στη συνέχεια εξετάζεται η αξιοποίηση της θερμοκρασίας του εδάφους με την παραμετροποίηση ενός κατακόρυφου γεωενναλάκτη με σύνδεση αντλιών θερμότητας. Αυτά τα σενάρια παρέχουν μια ολοκληρωμένη στρατηγική βελτιστοποίησης, η οποία με βάση τα αποτελέσματα, μπορεί να βελτιώσει τη βιωσιμότητα του νοσοκομείου, εξασφαλίζοντας τη μελλοντική του ανθεκτικότητα απέναντι στις κλιματικές αλλαγές. Συμπεραίνεται ότι, η έρευνα αυτή είναι σημαντική για την ανάπτυξη πολιτικών και μέτρων προσαρμογής στην κλιματική αλλαγή, προκειμένου να βελτιωθεί η ενεργειακή απόδοση των κτηρίων και να μειωθεί η επίδρασή τους στο περιβάλλον. Επίσης, αποσκοπεί στην προώθηση της συνειδητοποίησης σχετικά με την ανάγκη για αειφόρες πρακτικές στον κτιριακό τομέα και της καλύτερης διαχείρισης της ενέργειας.	el
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Κορωνάκη, Ειρήνη	el
heal.committeeMemberName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Κακαράς, Εμμανουήλ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	false