Sustainable analysis of a Public Building

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ_ΤΜΗΜΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΩΝ ΤΟΜΕΑΣ 4_ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ_ΠΕΡΙΟΧΗ ΟΙΚΟΔΟΜΙΚΗΣ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΟ ΕΤΟΣ 2018-2019

ΕΙΔΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΟΥ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΚΤΗΡΙΟ ΣΤΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

ΣΠΟΥΔΑΣΤΡΙΕΣ : ΗΛΙΑΝΑ ΤΟΤΟΥ

ΙΩΑΝΝΑ ΣΤΡΟΒΟΛΙΔΟΥ

ΕΛΕΝΗ ΘΗΡΕΣΙΑ ΠΑΠΑΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ

ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Γεωγραφικό πλάτος: 40.5o Γεωγραφικό μήκος: 23o Υψόμετρο: 4μ.

1 

   

ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ

Η ετήσια μέση θερμοκρασία είναι ήπια, στους 15,6 ° C και το κλίμα είναι ηπειρωτικό (χαρακτηρίζεται από μεγάλες διαφορές θερμοκρασίας ανάμεσα στο καλοκαίρι και το χειμώνα) με τις μέσες μηνιαίες θερμοκρασίες να διαφέρουν κατά 21,5 ° C. Η μέση ημερήσια διακύμανση θερμοκρασίας είναι 10,8 ° C. Ο θερμότερος μήνας (Ιούλιος) είναι ζεστός με μέση θερμοκρασία 26,5 ° C, και ο ψυχρότερος μήνας (Ιανουάριος) είναι δροσερός με μέση θερμοκρασία 5 ° C. Τον χειμώνα, οι θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της ημέρας φτάνουν στους 10,3 ° C και κατά Μ.Ο μειώνονται στους 2,1 ° C κατά τη διάρκεια της νύχτας. Την άνοιξη οι θερμοκρασίες ανεβαίνουν φτάνοντας στους 19,3 ° C, και το απόγευμα μειώνονται στους 7,8 ° C . Το καλοκαίρι, οι μέσες υψηλές θερμοκρασίες είναι 30,5 ° C και οι μέσες χαμηλές θερμοκρασίες είναι 17,5 ° C. Το φθινόπωρο, οι θερμοκρασίες μειώνονται, με μέσες υψηλές θερμοκρασίες 21,3 ° C κατά τη διάρκεια της ημέρας και 10,7 ° C, τις νυχτερινές ώρες.

Πηγή: http://www.thessaloniki.climatemps.com

1

ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ Ποσοστό υγρασίας μέσα στο έτος

Πηγή: Climate Consultant

Πηγή: http://www.hnms.gr

Τον Ιούνιο και Σεπτέμβριο, η μέση θερμοκρασία συμπίπτει με την θερμοκρασία θερμικής άνεσης, το οποίο σημαίνει, πως οι συνθήκες χρήσης του χώρου είναι κατάλληλες ώστε να μην είναι αναγκαία κάποιο επιπλέον σύστημα δροσισμού ή θέρμανσης. Παρόλα αυτά, το πόσο άνετα θα νιώθει κάποιος εξαρτάται και από άλλους παράγοντες όπως οι δραστηριότητες του χρήστη, η ενδυμασία κ.α. Από τον Ιανουάριο μέχρι τον Απρίλιο και από τον Οκτώβριο μέχρι και τον Δεκέμβριο η μέση θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλότερη από την θερμοκρασία θερμικής άνεσης, ενώ τον Ιούλιο και τον Αύγουστο είναι ψηλότερη. Τον Μάιο η θερμοκρασία έχει μεγάλες θερμοκρασιακές μεταβολές. Τέλος η μέση ετήσια θερμοκρασία είναι χαμηλότερη από την θερμική άνεση.

2     

ΗΛΙΟΦΑΝΕΙΑ

Υπάρχει ηλιοφάνεια, κατά μέσο όρο, 2624 ώρες ανά έτος, με μέση ηλιοφάνεια 7:11 ώρες ανά μέρα. Είναι ηλιόλουστο το 60% των ωρών ημέρας. Το υπόλοιπο 40% των ωρών ημέρας είναι πιθανόν θολό ή με σκιά, ομίχλη ή χαμηλή ένταση ήλιου. Το μεσημέρι ο ήλιος είναι κατά μέσο όρο 49,9 ° πάνω από τον ορίζοντα της Θεσσαλονίκης. Οι μέσες ώρες ηλιοφάνειας κυμαίνονται από 3:32 ώρες καθημερινά τον Δεκέμβριο έως τις 11:50 ώρες τον Ιούλιο. Η μεγαλύτερη ημέρα του έτους είναι 14:45 ώρες και η συντομότερη 9:19 ώρες.

Πηγή: Meteonorm

Πηγή: http://www.thessaloniki.climatemps.com

2

ΗΛΙΟΦΑΝΕΙΑ ΩΡΙΑΙΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΗΛΙΑΣΜΟΥ| ΕΝΤΑΣΗΣ ΗΛΙΟΥ Πηγή: Climate Consultant

Η μεγαλύτερη ένταση του ηλίου παρατηρείται τον Ιούνιο και τον Ιούλιο ενώ η χαμηλότερη τον Δεκέμβριο και τον Ιανουάριο

ΝΕΦΟΚΑΛΥΨΗ Πηγή: Climate Consultant

Κατά μέσο όρο η περιοχή της Θεσσαλονίκης έχει αρκετά υψηλά ποσοστά νεφοκάλυψης. Συγκεκριμένα η μέση τιμή νεφοκάλυψης ξεπερνά το 50% σχεδόν οριακά από τον Νοέμβριο έως τον Ιανουάριο ενώ η χαμηλότερη μέση τιμή παρατηρείται τον Ιούλιο με ποσοστό γύρω στο 20%.

2

ΗΛΙΟΦΑΝΕΙΑ

ΧΕΙΜΕΡΙΝΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ

Ο Μάιος και ο Ιούνιος συμβολίζονται στο διάγραμμα με κόκκινο χρώμα τις περισσότερες ώρες της ημέρας, που σημαίνει ότι καθώς είναι θερμότεροι μήνες, είναι αναγκαία η σκίαση.

ΘΕΡΙΝΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ

Η ζώνη άνεσης βρίσκεται την χρονική περίοδο από τα μέσα Αυγούστου μέχρι τα μέσα Σεπτεμβρίου για τις περισσότερες ώρες της ημέρας.

Η ζώνη άνεσης βρίσκεται στα μέσα του Απριλίου που σημαίνει ότι η θερμοκρασία δεν είναι δυσάρεστη και δεν χρειάζεται κάποια άλλη μέθοδος προστασίας από την ηλιακή ακτινοβολία ή το κρύο.

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΗΛΙΑΣΜΟΥ Πηγή: Climate Consultant

Πηγή: Climate Consultant

Από τον Δεκέμβριο μέχρι και τον Απρίλιο η απόχρωση του διαγράμματος γίνεται μπλε που σημαίνει ότι το κλίμα είναι κρύο και επιβάλλεται όσο είναι αυτό δυνατόν η αξιοποίηση της ηλιακής ακτινοβολίας. Όπως φαίνεται από τα διαγράμματα επικρατούν θερμοκρασίες πολύ μικρότερες από τους 20Ο C που αποτελούν την ζώνη άνεσης και συγκεκριμένα αντιστοιχούν 1839 ώρες εκτεθειμένες στο κρύο σε αντίθεση με την ζώνη άνεσης που αντιστοιχούν μόλις 276 ώρες.

Η περίοδος από τον Ιούνιο μέχρι τον Αύγουστο έχει τις υψηλότερες θερμοκρασίες και είναι αναγκαία η σκίαση για την προστασία από την ηλιακή ακτινοβολία.

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΗΛΙΑΣΜΟΥ Πηγή: Climate Consultant

Ο Οκτώβριος και ο Νοέμβριος χαρακτηρίζονται από θερμοκρασίες που βρίσκονται κάτω από την ζώνη άνεσης. Πιο συγκεκριμένα, αντιστοιχούν 1191 ώρες με θερμοκρασίες πάνω από 24Ο C, 915 ώρες με θερμοκρασίες κάτω από 20ΟC και μόλις 492 ώρες στην ζώνη άνεσης.

Πηγή: Climate Consultant

3      

ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ

Η Θεσσαλονίκη έχει υγρό υποτροπικό κλίμα (Το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου επικρατούν συχνές και δυνατές βροχοπτώσεις), ήπιο, χωρίς ξηρή εποχή. Τα καλοκαίρια είναι ζεστά και πνιγηρά, με καταιγίδες. Οι χειμώνες είναι ήπιοι με βροχοπτώσεις. Ο συνολικός ετήσιος Βαθμός κατακρήμνισης-βροχόπτωσης είναι 458,4 mm , ο οποίος ισοδυναμεί με 458,4 λίτρα / m² ή 38,2 mm ανά μήνα. Ο ξηρότερος μήνας είναι ο Αύγουστος, με μέση βροχόπτωση 20,8 mm. Ο πιο υγρός μήνας είναι ο Νοέμβριος, με μέση βροχόπτωση (καθίζηση) 57,7 mm

Πηγή: http://www.thessaloniki.climatemps.com

Πηγή: Meteonorm

4 •

•

ΑΝΕΜΟΙ ΧΕΙΜΕΡΙΝΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ

Ψυχροί, κυρίως βόρειοι-βορειοδυτικοί τους χειμερινούς μήνες με ένταση έως 5.8 Kt κυρίως τον Ιανουάριο

Μέτριας έντασης άνεμοι σε συνδυασμό με μέτρια προς υψηλή υγρασία και κρύο σχεδόν σε όλους τους μήνες του χειμερινού ηλιοστασίου.

Νότιοι άνεμοι το καλοκαίρι που αυξάνουν την σχετική υγρασία και λίγοι δροσεροί βορειοδυτικοί το καλοκαίρι με ένταση που φτάνει τα 6.5 Kt τον Ιούλιο

Πηγή: Climate Consultant

ΘΕΡΙΝΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ

Πηγή: Climate Consultant

Πηγή: http://www.hnms.gr

Μέτρια προς μικρή ένταση ανέμων τους περισσοτέρους μήνες της θερινής περιόδου σε συνδυασμό με μέτρια προς υψηλή υγρασία και κρύο. Η θερμοκρασία είναι υψηλότερη τους καλοκαιρινούς μήνες και συνδυάζεται με μέτρια υγρασία.

5

ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ Η ηλιακή ακτινοβολία είναι αρκετά υψηλή το καλοκαίρι με μέγιστη τιμή τον Ιούλιο και ελάχιστη τον Δεκέμβριο.

Πηγή: Meteonorm Ποσοστό υγρασίας μέσα στο έτος

Πηγή: Climate Consultant

Όπως φαίνεται στο διάγραμμα, η θερμοκρασία του υγρού βολβού είναι απόλυτα εντός της ζώνης θερμικής άνεσης τον Μάιο και τον Σεπτέμβριο. Στους υπόλοιπους μήνες υπάρχουν αυξομειώσεις με αποτέλεσμα να χρειάζονται μέτρα είτε θέρμανσης είτε δροσισμού για την δημιουργία καλύτερων συνθηκών. Πηγή: http://www.hnms.gr

5

ΨΥΧΟΜΕΤΡΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ

ΧΕΙΜΕΡΙΝΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ – ΖΩΝΗ ΑΝΕΣΗΣ

Πηγή: Climate Consultant

ΘΕΡΙΝΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ - ΖΩΝΗ ΑΝΕΣΗΣ

Πηγή: Climate Consultant

Η ζώνη άνεσης προκύπτει σαν συνάρτηση των παραγόντων της σχετικής υγρασίας, της θερμοκρασίας υγρού και ξηρού βολβού. Από τα διαγράμματα προκύπτει ότι η ζώνη άνεσης αντιστοιχεί σε 451 ώρες κατά τη χειμερινή περίοδο και κατά 860 ώρες τη θερινή, τον Μάιο και τον Σεπτέμβριο αντίστοιχα.

5

ΨΥΧΟΜΕΤΡΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ

ΧΕΙΜΕΡΙΝΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ – ΖΩΝΗ ΑΝΕΣΗΣ

Πηγή: Climate Consultant

ΘΕΡΙΝΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ - ΖΩΝΗ ΑΝΕΣΗΣ

Πηγή: Climate Consultant

Από τα διαγράμματα προκύπτουν οι στρατηγικές που μπορούν να ακολουθηθούν προκειμένου να βελτιστοποιηθούν οι συνθήκες διαβίωσης με μεγαλύτερο ποσοστό να καταλαμβάνει για την χειμερινή περίοδο οι μέθοδοι θέρμανσης. Την θερινή περίοδο είναι εξίσου σημαντική η θέρμανση και σε μικρότερο ποσοστό, αλλά αναγκαίος ο δροσισμός.

6

ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΟΙ ΠΙΝΑΚΕΣ

Πηγή: http://www.thessaloniki.climatemps.com

Πηγή: http://www.thessaloniki.climatemps.com

6

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ – ΣΤΟΧΟΙ ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ

ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΟ ΚΑΛΟΚΑΙΡΙ • •

• • •

Θερμομόνωση της κατασκευής του κτηρίου ώστε να διατηρείται η θερμοκρασία του όσο το δυνατόν σταθερή με το να μειωθούν οι θερμικές εναλλαγές Τοποθέτηση φυλλοβόλων δέντρων ή βλάστησης για διακοπή του ηλιασμού και αξιοποίηση των δροσερών ανέμων του κτηρίου και μετριασμό της εξωτερικής θερμοκρασίας. Τοποθέτηση οριζοντίων συστημάτων σκίασης στα νότια ανοίγματα και κατακόρυφων κινητών περσίδων στα ανατολικά και δυτικά ανοίγματα. Τοποθέτηση ανοιγμάτων αντικριστά, ώστε ο χώρος να αερίζεται και να ψύχεται φυσικά και γρήγορα. Χρήση ανοιχτού χρώματος στα δώματα για να μην επιβαρύνεται ο εσωτερικός χώρος με αγωγή θερμότητας.

Πηγή: Βιοκλιματικός σχεδιασμός, Περιβαλλον και Βιωσιμότητα, Ελένη Ανδρεαδάκη

6

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ – ΣΤΟΧΟΙ ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ

ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΟΝ ΧΕΙΜΩΝΑ • • • • • • • •

Κατάλληλος προσανατολισμός προς το νότο για επάρκεια ηλιασμού. Τοποθέτηση των χώρων που χρησιμοποιούνται περισσότερο στο νότο, ενώ στο βορρά τοποθετούνται οι χώροι με λιγότερη χρήση. Επιμήκης σχήμα κατά τον άξονα ανατολής-δύσης. Προστασία βόρειων χώρων από τους ισχυρούς χειμερινούς ανέμους και τοποθέτηση ανοιγμάτων με μέτριες διαστάσεις και διπλό τζάμι. Μεγάλα ανοίγματα με διπλό υαλοπίνακα στο νότο. Κινητή θερμική μόνωση Πχ Περσίδες με θερμομόνωση. Τοποθέτηση αειθαλών δέντρων στο βορρά για εκτροπή των ψυχρών ανέμων. Χρήση υλικών που διατηρούν την θερμοκρασία τον χειμώνα, και ισοκατανεμημένα στο σύνολο της κατασκευής.

Πηγή: Climate Consultant

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΩΝ ΣΕΝΑΡΙΩΝ ΚΤΗΡΙΟ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΟ (ΙΣΟΓΕΙΟ) ΥΠΝΟΔΩΜΑΤΙΟ (ΟΡΟΦΟΣ)

• •

• • •

Το κτήριο το οποίο θα μελετηθεί αποτελεί ισόγεια κατοικία με δώμα και ημι-υπαίθριο χώρο με πέργκολα στον όροφο. Διαθέτει δύο υπνοδωμάτια, ένα μπάνιο, ένα WC, μια κουζίνα και έναν χώρο διημέρευσης. Ο χώρος διημέρευσης έχει νότιο προσανατολισμό και τα υπνοδωμάτια ανατολικό. Οι βοηθητικές λειτουργίες έχουν βόρειο προσανατολισμό. Τα ανοίγματα έχουν ίδιες σχετικά αναλογίες σε όλες τις όψεις του κτηρίου εκτός από αυτά που βρίσκονται στις βοηθητικές λειτουργίες. Το καθιστικό και το δεύτερο υπνοδωμάτιο του ορόφου έχουν νότιο προσανατολισμό και μεγάλα ανοίγματα γι’ αυτό το λόγο επιλέγονται για περαιτέρω μελέτη και σύγκριση με το συνολικό κέλυφος.

Κάτοψη ισογείου

Τομή

Κάτοψη ορόφου

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

0. Βασικό σενάριο (as is) – Συμβατική κατασκευή (φέροντας οργανισμός από οπλισμένο σκυρόδεμα χωρίς θερμομόνωση και τοίχοι πλήρωσης με διπλή δρομική οπτοπλινθοδομή και διάκενο στη μέση, ξύλινα κουφώματα με μονά υαλοστάσια)

1. Σενάριο 1 – Διαφοροποίηση κελύφους: Φέροντας οργανισμός από οπλισμένο σκυρόδεμα με εξωτερική θερμομόνωση και θερμομονωτικά κουφώματα

2. Σενάριο 2 – Προσομοίωση παθητικών συστημάτων θέρμανσης & δροσισμού:

2. Σενάριο 2 – Προσομοίωση παθητικών συστημάτων θέρμανσης & δροσισμού

2.α. σε φέροντα οργανισμό από οπλισμένο σκυρόδεμα χωρίς θερμομόνωση και τοίχοι πλήρωσης με διπλή δρομική οπτοπλινθοδομή, διάκενο στη μέση, ξύλινα κουφώματα με μονά υαλοστάσια

2.β. Σε φέροντα οργανισμό από οπλισμένο σκυρόδεμα με εξωτερική θερμομόνωση και θερμομονωτικά κουφώματα

ΚΤΗΡΙΟ

HEATING DESIGN

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ •

• •

Στα διαγράμματα παρατηρούμε, ότι το κέλυφος του κτιρίου έχει απώλειες θερμότητας από τα υαλοστάσια, τους τοίχους και το δώμα, ενώ το μοναδικό κέρδος που παρατηρείται, σύμφωνα με τους πίνακες, είναι από το έδαφος και σε συνέχεια από το πάτωμα του ορόφου. Στα σενάρια 1 και 2Β οι τιμές κυμαίνονται σε σχετικά ίδια επίπεδα, ενώ τα κέρδη από το έδαφος στα σενάρια 0 και 2Α είναι μεγαλύτερα. Στα σενάρια 2Α και 2Β, παρατηρούμε κάποια ελάχιστα κέρδη από τα εσωτερικά χωρίσματα σε σχέση με τα άλλα δυο σενάρια που αυτά τα κέρδη δεν υπάρχουν καθόλου. Η θερμοκρασία του κτηρίου, στα σενάρια 0 και 2Α στα οποία, δεν υπάρχει θερμομόνωση του κελύφους, είναι μικρότερη, κυρίως λόγω της αρνητικής διείσδυσης του εξωτερικού αέρα, που οφείλεται στη δημιουργία θερμογεφυρών. Τέλος στα σενάρια 1 και 2Β που το κέλυφος έχει θερμομόνωση, η εσωτερική θερμοκρασία είναι μεγαλύτερη. Η θερμοκρασία του υγρού βολβού είναι αρνητική σε όλα τα σενάρια.

COOLING DESIGN

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ • • • •

Η θερμοκρασία του αέρα είναι πάνω από την ζώνη άνεσης σε όλα τα σενάρια, για τις 15 Ιουλίου. Τις υψηλότερες θερμοκρασίες τις παρατηρούμε στο σενάριο 1 στο οποίο υπάρχει θερμομόνωση στο κέλυφος, αλλά δεν υπάρχει σύστημα σκίασης και σύστημα φυσικού αερισμού. Στα σενάρια 2Α και 2Β οι θερμοκρασίες έχουν μικρότερες διακυμάνσεις και διατηρούνται σε πιο επιθυμητά επίπεδα. Στα σενάρια 0 και 2Α που δεν έχουν θερμομόνωση δημιουργούνται θερμογέφυρες, με απώλειες στα περισσότερα στοιχεία του χώρου και προσόδους κυρίως από την ηλιακή ακτινοβολία μέσω των ανοιγμάτων. Στο σενάριο 2Α οι πρόσοδοι από την ηλιακή ακτινοβολία ελαττώνονται λόγω των συστημάτων σκίασης που έχουν τοποθετηθεί. Ωστόσο ο φυσικός αερισμός στο σενάριο αυτό δεν υπάρχει, πλην κάποιων πρωινών ωρών. Τα σενάρια 2Α και 2Β λειτουργούν με μεγαλύτερη επιτυχία. Σημαντική είναι θερμοκρασία που διατηρείται σε πιο σταθερά επίπεδα. Ωστόσο το 2Β υπερτερεί του 2Α, λόγω του ότι έχει γίνει πρόβλεψη για επαρκή σκίαση, θερμομόνωση και σωστό αερισμό με αποτέλεσμα το ποσοστό αερισμού που είναι ιδιαίτερα σημαντικό στους θερμούς μήνες να είναι πολύ μεγαλύτερο. Η υγρασία στα σενάρια 0, 2Α και 2Β κυμαίνεται γύρω στο 40%, ενώ στο 1, σε πολύ ψηλότερα ποσοστά που αγγίζουν και το 100%.

ANNUAL

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ •

•

Τα σενάρια 2Α και 0 έχουν τις χαμηλότερες θερμοκρασίες, και έπειτα ακολουθεί το 2Β που περιλαμβάνει παθητικά συστήματα δροσισμού ,σκίασης, και θερμομόνωση, αλλά και καλύτερο αερισμό. Τέλος, το σενάριο 1, είναι το δυσμενέστερο, αφού υπάρχει αισθητή διαφοροποίηση της θερμοκρασίας του αέρα σε όλες τις εποχές σε σχέση με την εξωτερική θερμοκρασία ξηρού βολβού λόγω της θερμομόνωσης η οποία όμως όταν δεν συνδυάζεται με σωστό αερισμό και σκίαση κατά τους θερινούς μήνες, λειτουργεί σαν θερμοκήπιο, με αποτέλεσμα να συγκρατεί τον ζεστό αέρα. Τα θερμικά κέρδη στα σενάρια 0 και 1 από τα απροστάτευτα υαλοστάσια είναι μεγαλύτερα, γεγονός που, σε συνδυασμό με τις αυξημένες θερμοκρασίες του αέρα και την έλλειψη αερισμού, δημιουργούν μεγαλύτερα προβλήματα και η εσωτερική θερμοκρασία υπερβαίνει την ζώνη θερμικής άνεσης. Στα σενάρια 2Α και 2Β, τα ανοίγματα έχουν σύστημα σκίασης, το οποίο μετριάζει την ηλιακή ακτινοβολία, και ο χώρος στις δύο αυτές περιπτώσεις είναι πιο άνετος όλο το έτος.

ALL SUMMER

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ • • •

Οι θερμοκρασίες είναι αρκετά αυξημένες ιδιαίτερα τον Ιούνιο, τον Ιούλιο και τον Αύγουστο. Τον Σεπτέμβριο και τον Μάιο παρατηρούμε ότι οι θερμοκρασίες είναι μέσα στη ζώνη θερμικής άνεσης χωρίς την χρήση εξειδικευμένων βιοκλιματικών τεχνικών. Στο σενάριο 1 παρατηρούμε την δυσμενέστερη κατάσταση με θερμοκρασίες στο εσωτερικό του δωματίου που υπερβαίνουν κατά μεγάλο ποσοστό, τόσο την εξωτερική θερμοκρασία ξηρού βολβού, όσο και την ζώνη θερμικής άνεσης. Από την άλλη στα σενάρια 2Α και 2Β τα κέρδη είναι μεν μικρότερα λόγω των σκιάστρων αλλά επαρκούν για να δημιουργηθεί ένας άνετος χώρος. Ο φυσικός αερισμός που υπάρχει στα σενάρια αυτά λειτουργεί με διαφορετικό τρόπο και ανάλογα με τις απαιτήσεις του χώρου σε συνδυασμό με το κέλυφος του. Στο κέλυφος με θερμομόνωση –σενάριο 2Β- ο αερισμός λειτουργεί πιο αποδοτικά κυρίως κατά τους θερμότερους καλοκαιρινούς μήνες.

ALL WINTER

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ • • • .

Η θερμοκρασία του αέρα είναι υψηλότερη από την εξωτερική θερμοκρασία στις περιπτώσεις 1 και 2Β όπου το κτήριο έχει θερμομόνωση και η θερμότητα αποθηκεύεται στο εσωτερικό του κτηρίου και έτσι δημιουργούνται συνθήκες θερμικής άνεσης. Παρατηρείται πρόσοδος ηλιακής ακτινοβολίας στα σενάρια 0 και 1, η οποία αρχικά θερμαίνει τον χώρο και στις δύο περιπτώσεις, ενώ στη συνέχεια, στην περίπτωση του σεναρίου 0 η θερμότητα αυτή εξέρχεται από το κέλυφος, ενώ στο σενάριο 1 αποθηκεύεται στο κέλυφος και η έξοδος επιβραδύνεται. Παρατηρούνται σημαντικοί πρόσοδοι από την ηλιακή ακτινοβολία στα υαλοστάσια στα περισσότερα σενάρια και ιδιαίτερα στο σενάριο 0 και 1 που δεν έχουν θερμομόνωση .Ταυτόχρονα οι απώλειες είναι μεγαλύτερες στα κελύφη χωρίς θερμομόνωση.

TYPICAL WINTER WEEK

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ •

•

Όσο αφορά τις θερμοκρασίες στο εσωτερικό του κτηρίου, παρατηρούμε ότι τις μεγαλύτερες τιμές τις βρίσκουμε στο σενάριο 2Β στο οποίο παρατηρούμε λιγότερες διακυμάνσεις, και θερμοκρασία που φτάνει στα επίπεδα θερμικής άνεσης. Αντίθετα στο σενάριο 1, όπου υπάρχει αντίστοιχα θερμομόνωση παρατηρούμε μια εντονότερη διακύμανση της θερμοκρασίας κατά την διάρκεια της μέρας ενώ η θερμοκρασία είναι χαμηλότερη συγκριτικά με το σενάριο 2Β. Στα σενάρια 0 και 2Α η θερμοκρασία του αέρα δεν απέχει πολύ από την εξωτερική θερμοκρασία, και οι διακυμάνσεις είναι σχεδόν αμελητέες. Η πρόσληψη θερμότητας από ηλιακή ακτινοβολία είναι σχεδόν ίδια σε όλα τα σενάρια.

TYPICAL SUMMER WEEK

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ • •

Η θερμοκρασία του αέρα κατά τη διάρκεια μιας τυπικής καλοκαιρινής βδομάδας είναι πολύ κοντά στη ζώνη θερμικής άνεσης σε όλα τα σενάρια, με εξαίρεση να αποτελεί το σενάριο 1, όπου, λόγω της θερμομόνωσης, η θερμότητα αποθηκεύεται και δεν αερίζεται αρκετά, με αποτέλεσμα να ζεσταίνεται υπερβολικά ο χώρος. Το σενάριο 2Β με την προσθήκη συστημάτων σκίασης και φυσικού αερισμού, έχει μειωμένες απώλειες και προσλαμβάνει την επαρκή ηλιακή ακτινοβολία που χρειάζεται για να ζεσταθεί ο χώρος χωρίς να υπερθερμανθεί.

ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΟ

HEATING DESIGN ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΟ

Μικρότερες τιμές σε σχέση με το διάγραμμα του κτηρίου

Μεγαλύτερη τιμή σε σχέση με το συνολικό

Ελαφρώς μεγαλύτερες τιμές σε σχέση με το διάγραμμα του κτιρίου

Μεγαλύτερη τιμή σε σχέση με το συνολικό

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

Μικρότερες τιμές σε σχέση με το διάγραμμα του κτηρίου

Ελαφρώς μεγαλύτερες τιμές σε σχέση με το διάγραμμα του κτιρίου

Μηδενική πρόσοδος θερμότητας σε σχέση με το κτήριο

COOLING DESIGN ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΟ

Μεγαλύτερες πρόσοδοι ηλιακής ακτινοβολίας

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

Είσοδος φυσικού αερισμού τις πρωινές και βραδινές ώρες

ANNUAL

Μεγαλύτερες απώλειες σε σχέση με το κτήριο

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

ALL SUMMER

Μεγαλύτερες απώλειες σε σχέση με το κτήριο

Μεγαλύτερες απώλειες σε σχέση με το κτήριο

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

ALL WINTER

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

Μεγαλύτερες πρόσοδοι ηλιακής ακτινοβολίας

TYPICAL WINTER WEEK

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

TYPICAL SUMMER WEEK

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

Μεγαλύτερη τιμή φυσικού αερισμού

ΥΠΝΟΔΩΜΑΤΙΟ 2

HEATING DESIGN

Μεγαλύτερες απώλειες σε σχέση με το διάγραμμα του κτηρίου

Μικρότερη απώλεια σε σχέση με το συνολικό

Μεγαλύτερη τιμή σε σχέση με το συνολικό

Μικρότερες τιμές σε σχέση με το διάγραμμα του κτιρίου

Μεγαλύτερη τιμή σε σχέση με το συνολικό

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

Μεγαλύτερες απώλειες σε σχέση με το διάγραμμα του κτηρίου

Πρόσοδοι από τα πατώματα.

Μικρότερες πρόσοδοι σε σχέση με το διάγραμμα του κτηρίου

Πρόσοδοι από τα πατώματα.

COOLING DESIGN Η μεγαλύτερη τιμή θερμοκρασίας σε όλο το κτήριο

Μεγαλύτερες τιμές ηλιακής ακτινοβολίας κατά τις πρωινές ώρες Μεγαλύτερες τιμές ηλιακής ακτινοβολίας κατά τις πρωινές ώρες

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

Είσοδος φυσικού αερισμού τις πρωινές και βραδινές ώρες

ANNUAL

Μεγαλύτερες τιμές ηλιακής ακτινοβολίας

Μεγαλύτερες τιμές ηλιακής ακτινοβολίας

Μεγαλύτερες απώλειες από τα πατώματα.

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

ALL SUMMER

Μεγαλύτερη πρόσοδος ηλιακής ακτινοβολίας

Μεγαλύτερη πρόσοδος ηλιακής ακτινοβολίας Μεγαλύτερες απώλειες σε σχέση με το κτήριο

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

ALL WINTER

Μεγαλύτερες τιμές ηλιακής ακτινοβολίας

Μεγαλύτερες τιμές ηλιακής ακτινοβολίας

ΣΕΝΑΡΙΟ 0 ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

Μεγαλύτερες απώλειες μέσω των πατωμάτων.

ΣΕΝΑΡΙΟ 1 ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

Χαμηλότερες τιμές ηλιακής ακτινοβολίας σε σχέση με το γενικό.

TYPICAL WINTER WEEK

Μεγαλύτερες τιμές ηλιακής ακτινοβολίας

Μεγαλύτερες τιμές ηλιακής ακτινοβολίας

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

TYPICAL SUMMER WEEK

Μεγαλύτερες τιμές ηλιακής ακτινοβολίας

Μεγαλύτερες τιμές ηλιακής ακτινοβολίας

ΣΕΝΑΡΙΟ 0

ΣΕΝΑΡΙΟ 1

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Α

ΣΕΝΑΡΙΟ 2Β

Μεγαλύτερες τιμές φυσικού αερισμού

Από την μελέτη των σεναρίων παρατηρούμε πως ακόμα και με απλές ενέργειες, υλικά και συστήματα μπορεί να βελτιωθεί η κατάσταση στο κτίριο. Είναι πολύ σημαντική η κατανόηση του κλίματος του κτηρίου αφού οι στρατηγικές έχουν πολλές διαφοροποιήσεις σε κάθε κλιματική ζώνη και απαιτούν πολλές φορές εντελώς διαφορετικό χειρισμό.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Στα εκάστοτε σενάρια υπάρχουν θετικά και αρνητικά σημεία. Αυτό φαίνεται από τις συγκρίσεις που έγιναν στο συνολικό κτήριο αλλά και στις πιο προβληματικές ζώνες του κτιρίου όπως είναι το καθημερινό του ισογείου και το δεύτερο υπνοδωμάτιο του ορόφου. Παρόλα αυτά, οι παρεμβάσεις μπορούν να συμβάλλουν στην δημιουργία ενός περιβάλλοντος στη ζώνη θερμικής άνεσης ή κοντά σε αυτή. Για την καλύτερη θερμική λειτουργία του κτηρίου, ο σχεδιασμός παίζει καθοριστικό ρόλο. Όπως είδαμε στα σενάρια, ακόμα και μια απλή θερμομόνωση που είναι πολύ συνηθισμένη στις κατασκευές σε συνδυασμό με φυσικό αερισμό μπορεί να βελτιώσει πολύ την απόδοση του κτιρίου. Η ενεργειακή απόδοση μπορεί να επιτευχθεί με χρήση εξειδικευμένων μεθόδων αλλά και με απλές τεχνικές με πολύ μικρό κόστος.