Μελέτη βιοκλιματικής κατοικίας ΤΕΙ Κρήτης και προτάσεις για την αναβάθμισή της.

Abstract

Το αντικείμενο της πτυχιακής είναι ο υπολογισμός των θερμικών και ψυκτικών φορτίων σε υφιστάμενη βιοκλιματική κατοικία του Τ.Ε.Ι. Κρήτης. Επιλέγεται η συγκεκριμένη βιοκλιματική κατοικία γιατί έχει παρατηρηθεί ότι δεν είναι λειτουργικά βιώσιμη λόγω υψηλών θερμοκρασιών την καλοκαιρινή περίοδο. Η διερεύνηση γίνεται μέσω της μεθόδου CLTD και υλοποιείται στο πρόγραμμα Dev-C++ IDE και συντάσσεται σε γλώσσα προγραμματισμού C++, ενώ για τον υπολογισμό των θερμικών απωλειών χρησιμοποιείται η μέθοδος DIN 4701/1977 και υλοποιείται στο Excel Office. Εδώ αξίζει να σημειωθεί ότι οι υπολογισμοί έχουν γίνει με βάσει τις θερμοκρασίες κάθε ώρας όλου του έτους. Ο βασικός σκοπός της εργασίας είναι η βελτίωση των συνθηκών διαβίωσης στη βιοκλιματική κατοικία του Τ.Ε.Ι. Αρχικά γίνεται εισαγωγή στα βασικά στοιχεία που αφορούν το βιοκλιματικό σχεδιασμό και τις βασικές αρχές που ακολουθούνται στο σχεδιασμό μίας τέτοιας κατοικίας, όπως η χρήση παθητικών συστημάτων. Έπειτα γίνεται αναφορά στον Κανονισμό Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων (Κ.Εν.Α.Κ) σε ότι αφορά τα κτίρια που χρησιμοποιούν παθητικά ηλιακά συστήματα και στην εξοικονόμηση ενέργειας σε βιοκλιματικές κατοικίες. Στη συνέχεια, ορίζονται τα παθητικά συστήματα και κατηγοριοποιούνται σε ηλιακά παθητικά, παθητικά δροσισμού και τεχνητού φωτισμού. Τονίζονται τα ηλιακά παθητικά συστήματα και κατηγοριοποιούνται με βάση τη συλλογή και την αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας. Χωρίζονται σε άμεσα, έμμεσα, απομονωμένου και διπλού κέρδους. Στη συνέχεια παρουσιάζονται οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και η χρήση τους σε μια βιοκλιματική κατοικία. Ακολουθεί η περιγραφή των μεθόδων υπολογισμού ψυκτικών και θερμικών φορτίων, οι οποίες είναι η CLTD και DIN 4701/1977 αντίστοιχα. Ακολούθως, παρουσιάζεται εκτενώς η διαδικασία που ακολουθήθηκε στην παρούσα μελέτη για το συγκεκριμένο κτίριο με βάση τα χαρακτηριστικά του και τις εξωτερικές συνθήκες. Επίσης, ακολουθήθηκε η ίδια διαδικασία στο κτίριο αφού του έγιναν κάποιες παρεμβάσεις, προκύπτοντας κέρδος των θερμικών απωλειών κατά 29% και ψυκτικών κατά 12%. Η εργασία ολοκληρώνεται με την αξιολόγηση των εξαχθέντων αποτελεσμάτων και την παρουσίαση των σχετικών συμπερασμάτων.

The subject of this dissertation is the calculation of the thermal and cooling loads in an existing bioclimatic residence of the Technological Educational Institute (T.E.I.) of Crete. This bioclimatic residence was chosen because it has been observed that it is not functionally viable due to high temperatures during the summer season. This research project is based upon the CLTD method and has been implemented in the Dev-C++ IDE program and formulated in C++ programming language, while the calculation of the thermal losses has been made with the use of DIN 4701/1977 method and implemented in Excel Office. It is worth noting here that the calculations have been made, based on the temperatures of each hour throughout a year. The main aim of this study is to improve the living conditions in the bioclimatic residence of the T.E.I. First, the core elements concerning the bioclimatic design are introduced alongside with the basic principles used in the design of a related residence, such as the use of passive systems. Then, reference is made to the Building Energy Efficiency Regulation regarding buildings using passive solar systems and to energy saving in bioclimatic residences. Passive systems are then defined and categorized into passive solar, passive cooling and artificial lighting systems. Passive solar systems are highlighted and further categorized based on the collection and utilization of solar energy. They are divided into direct, indirect, isolated and double gain systems. Renewable energy sources are presented next as well as their use in a bioclimatic residence. The methods for calculating the cooling and thermal loads are then described, which are CLTD and DIN 4701/1977 respectively. What comes next is a detailed presentation of the followed study procedure when it comes to the particular building, which is based on its characteristics and the external conditions. The same study procedure was also applied after some interventions that took place in the building, resulting in a gain to thermal losses by 29% and to cooling losses by 12%. The study is completed by evaluating the results obtained and presenting the relevant conclusions.