Πρόταση ενεργειακής αναβάθμισης Θωμαΐδειου Κτιρίου στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

Abstract

Σκοπός της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας είναι η ενεργειακή αναβάθμιση του Θωμαΐδειου Κτιρίου του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Αρχικά, γίνεται βιβλιογραφική ανασκόπηση σχετικά με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και τον βιοκλιματικό σχεδιασμό κτιρίων. Έπειτα, πραγματοποιείται ανάλυση του υπάρχοντος κτιρίου μέσω του προγράμματος ενεργειακής προσομοίωσης EnergyPlus. Γίνεται εξαγωγή αποτελεσμάτων σχετικά με τις συνθήκες θερμικής άνεσης, τις μέσες ημερήσιες και ωριαίες θερμοκρασίες καθώς και για τις ετήσιες ενεργειακές απαιτήσεις του κτιρίου. Επιπρόσθετα, εξετάζεται η επιρροή του νότιου και βόρειου θερμοκηπίου στην ενεργειακή συμπεριφορά του κτιρίου. Στη συνέχεια, γίνεται πρόταση ενσωμάτωσης τεσσάρων διαφορετικών παθητικών συστημάτων στο κτίριο. Εξετάζεται η επιρροή τους όσον αφορά τη μεταβολή της μέσης ημερήσιας θερμοκρασίας και των ετήσιων ενεργειακών απαιτήσεων του κτιρίου για θέρμανση και ψύξη. Παράλληλα, πραγματοποιείται έλεγχος της οικονομικής βιωσιμότητας των παραπάνω επεμβάσεων. Γίνεται, επίσης, πρόταση εγκατάστασης φωτοβολταϊκών πάνελ στο δώμα του κτιρίου και φωτοβολταϊκών εξωτερικών περσίδων στην όψη του νότιου θερμοκηπίου. Υπολογίζεται η ενεργειακή απόδοση των προτεινόμενων μέτρων και γίνεται και πάλι οικονομική ανάλυσή τους. Τέλος, εξετάζεται η ενεργειακή και οικονομική απόδοση ενός μοντέλου το οποίο εμπεριέχει όλα τα παθητικά και ενεργητικά μέτρα που προτάθηκαν.

The purpose of this Diploma Thesis is the energy enhancement of the Thomaidion Ktirio of the National Technical University of Athens. First, literature review is conducted on renewable energy sources and the bioclimatic design of buildings. After that, analysis of the existing building is performed by using the energy simulation program EnergyPlus. Results are exported about the conditions of thermal comfort, the daily and hourly mean temperatures, as well as about the yearly energy demands of the building. Moreover, the influence of the south and north glasshouses on the energy performance of the building is investigated. Consequently, the integration of four different passive systems in the existing building is proposed. The influence of the aforementioned systems is tested, as regards the changes in the mean air temperature and in the energy demands of the building for heating and cooling. In parallel, inspection of the economic viability of the aforementioned interventions is conducted. A proposal is made about the installation of photovoltaic panels on the roof of the building and photovoltaic blinds on the view of the south glasshouse. The energy yield of the above-mentioned systems is calculated and economic analysis is conducted again. Finally, the energy and economic performance of a model that has integrated all the proposed passive and active systems is considered.