Ενεργειακή Προσομοίωση Κτηρίων (0813.9.006.0)

Το μάθημα αυτό παρουσιάζει το επιστημονικό και τεχνολογικό πεδίο αναφορικά με την ενεργειακή διαχείριση κτηρίων, εγκαταστάσεων και υποδομών. Καταρχήν αναλύεται ο βασικός ρόλος των κτηριακών εγκαταστάσεων στην διαχείριση των ενεργειακών πηγών σε παγκόσμιο επίπεδο. Σε θεσμικό επίπεδο, γίνεται αναφορά στις υφιστάμενες οδηγίες και στους κανονισμούς εκτίμησης και συμμόρφωσης σχετικά με την ενεργειακή απόδοση κτηρίων και εγκαταστάσεων.

Στη συνέχεια το μάθημα υπεισέρχεται στις βασικές έννοιες της φυσικής των κτηρίων και του ορισμού συνθηκών οπτικής και θερμικής άνεσης. Δίνονται οι έννοιες των παθητικών ηλιακών συστημάτων και της βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής και παρουσιάζονται βασικά ηλιακά παθητικά συστήματα. Παρουσιάζονται παραδείγματα αξιολόγησης της επίδρασης των παθητικών ηλιακών συστημάτων στη διαμόρφωση συνθηκών οπτικής και θερμικής άνεσης. Επίσης γίνεται αναφορά σε βιοκλιματικές παρεμβάσεις ανοιχτών χώρων και παρουσίαση μεθόδων και εφαρμογών εκτίμησης της συμβολής τους στη διαμόρφωση του μικροκλίματος.

Η επόμενη ενότητα αφορά στην παρουσίαση, στη μελέτη, στη διαστασιολόγηση ενεργητικών ενεργειακών συστημάτων παραγωγής ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές και εξοικονόμησης ενέργειας. Το μάθημα παρουσιάζει τις βασικές αρχές του σχεδιασμού για την επίτευξη της μικρότερης δυνατής κατανάλωσης ενέργειας σε κτήρια.

Το μάθημα ολοκληρώνεται με τη μελέτη χαρακτηριστικών παραδειγμάτων αξιολόγησης ενεργειακής απόδοσης κτηριακών εγκαταστάσεων και υποδομών και μελετών ενεργειακής αναβάθμισης σε χαρακτηριστικές περιπτώσεις (π.χ. κτήρια οικιακής ή επαγγελματικής χρήσης, αθλητικές υποδομές, βιομηχανικές εγκαταστάσεις). Εκτελείται ανάλυση ενεργειακής συμπεριφοράς κτηρίων. Μοντελοποίηση ενεργειακών φορτίων, μέθοδος ημισταθερής κατάστασης μηνιαίου βήματος, μοντελοποίηση συστημάτων. Εκτελείται υπολογισμός ενεργειακής απόδοσης κτηρίου, με εναλλακτικές διαθέσιμες μεθοδολογίες & λογισμικά. Αναλύεται η διαδικασία της ενεργειακής επιθεώρησης κτηρίου και εγκαταστάσεων αυτού, οι απαιτήσεις και ο εξοπλισμός.

Δίνεται τέλος, η έννοια των κτηρίων σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας (near Zero Energy Buiding, nZEB).

Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα έχουν:

• κατανοήσει τη διαφορά μεταξύ διαστασιολόγησης μιας κτηριακής εγκατάστασης και της αποτίμησης της συμπεριφοράς και αποδοτικότητας της, της ενεργειακής της κατανάλωσης δηλαδή
• κατανοήσει την επίδραση του περιβάλλοντος και των απαιτήσεων άνεσης στις επιλογές του ενεργειακού σχεδιασμού κτηρίων,
• κατανοήσει τους στόχους του ενεργειακού σχεδιασμού σε τεχνικό, περιβαλλοντικό και οικονομικό επίπεδο,
• αποκτήσει γνώση των παθητικών και ενεργητικών συστημάτων που μπορούν να εφαρμοστούν σε ένα κτήριο, στην κατεύθυνση εξοικονόμησης ενέργειας και μέγιστης εκμετάλλευσης συστημάτων ΑΠΕ.
• μάθει να συνθέτουν τις υφιστάμενες μεθόδους, εργαλεία και τεχνολογίες στην κατεύθυνση βέλτιστου σχεδιασμού,
• εφαρμόσει τις αποκτώμενες γνώσεις σε ένα πρόβλημα Ενεργειακού Σχεδιασμού, σύμφωνα με το Project σχεδιασμού κτηρίου χαμηλής/σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης ( near Zero Energy Building ) που τους ανατίθεται
• κατανοήσει τη διαφορά μεταξύ μεθοδολογικών εργαλείων αξιολόγησης ενεργειακής συμπεριφοράς κτηρίου και πιστοποίησης,
• αποκτήσει γνώση για τις βασικές διαδικασίες που προβλέπει ο ΚΕΝΑΚ (π.χ. ενεργειακή μελέτη, επιθεώρηση),
• εφαρμόσει τις αποκτώμενες γνώσεις σε ένα πραγματικό κτήριο (δικής τους επιλογής),
• εμβαθύνει σε πρακτικά θέματα θερμικής άνεσης/ εγκαταστάσεων μέσω των εργαστηριακών ασκήσεων,
• κατανοήσει την επίδραση της κατανάλωσης συμβατικών καυσίμων στην περιβαλλοντική συμπεριφορά ενός κτηρίου.

Απαιτούμενες γνώσεις: Ηλιακή Ακτινοβολία και Εφαρμογές, Αιολική Ενέργεια και Εφαρμογές, Μετάδοση Θερμότητας Ι και ΙΙ, Θέρμανση Ψύξη Κλιματισμός Ι και ΙΙ.