Θερμική ανάλυση της δομής του Ελληνικού κτιριακού κελύφους και επίδραση των παραμέτρων αυτού στην ενεργειακή συμπεριφορά των κτιριών

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται θερμικά η δομή του Ελληνικού κτιριακού κελύφους, γίνεται έρευνα και μελέτη των παραμέτρων αυτού και τέλος εξετάζεται η επίδραση του συνδυασμού των κυριότερων παραμέτρων του κτιριακού κελύφους στην ενεργειακή κατανάλωση θέρμανσης για την επίτευξη θερμικής άνεσης στην περιοχή της Αθήνας. Αρχικά, στο βιβλιογραφικό πρώτο μέρος, εισάγεται το αναγκαίο γνωστικό υλικό ώστε να γίνει κατανοητή η έννοια του κτιριακού κελύφους και η αναγκαιότητα της εξοικονόμησης ενέργειας στον κτιριακό τομέα. Αναπτύσσονται οι απαραίτητες έννοιες για την κατανόηση και τη μελέτη της θερμικής συμπεριφοράς των κτιρίων και παρουσιάζεται το θεσμικό πλαίσιο που στοχεύει στον έλεγχο και στη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης αυτών. Επιπλέον, γίνεται θερμική ανάλυση της δομής του κτιριακού κελύφους, περιγράφονται τα δομικά στοιχεία αυτού και τα δομικά υλικά που τα συνθέτουν, μελετώνται τα θερμικά τους χαρακτηριστικά και γίνεται παρουσίαση των παραγόντων που επιδρούν και καθορίζουν την ενεργειακή συμπεριφορά των κτιρίων. Στο δεύτερο μέρος της παρούσας εργασίας, αρχικά μελετάται η θερμική συμπεριφορά ενός κτιρίου αναφοράς στην περιοχή της Αθήνας κατά την 21η Ιανουάριου. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται οι καμπύλες σταθερής ημερήσιας κατανάλωσης ενέργειας θέρμανσης συναρτήσει των παραμέτρων που χαρακτηρίζουν τη μόνωση και τους υαλοπίνακες και μελετάται η επίδραση του συνδυασμού των παραμέτρων αυτών στην ενεργειακή κατανάλωση του κτιρίου. Ενδιαφέρον παρουσιάζουν τόσο οι συνδυασμοί των τιμών των παραμέτρων της μόνωσης και των υαλοπινάκων για τους οποίους επιτυγχάνεται η ίδια ημερήσια ενεργειακή κατανάλωση, όσο και οι συνδυασμοί των τιμών των παραμέτρων αυτών για τους οποίους μειώνεται η κατανάλωση ενέργειας θέρμανσης.

In the present thesis, the structure of the Greek building envelope is studied thermally, research and study of its parameters is performed and finally the effect of the combination of the main building envelope parameters on the heating energy consumption is examined, for the purpose of achieving thermal comfort in the area of Athens. Initially, in the first part, the literature review, the necessary knowledge based material is introduced, so that the term of the building envelope and the necessity of energy saving in the building sector are understood. The necessary terms are developed for the understanding and the study of the thermal behavior of the buildings and also the state laws that are aiming at the control and the improvement of the energy performance of those, are presented. Furthermore, thermal analysis of the structure of the building envelope is performed, the structural envelope elements and the materials that constitute them are described, their thermal characteristics are studied and a presentation is made of the factors that influence and determine the energy behavior of the buildings. In the second part of the present study, first the thermal behavior of a typical reference building in the area of Athens is studied, on the 21 of January. In continuation, the curves of the constant daily heating energy consumption are presented, in relation to the parameters that characterise the insulation and the fenestration, and the effect of the combination of those factors on the energy consumption of the building, is studied. Both the combinations of the parameter values of the insulation and fenestration for which the same energy consumption is achieved, and the combinations of the parameter values for which the heating energy consumption is reduced, are of great interest.