Η παρούσα μελέτη διερευνά την επιρροή του ποσοστού των ανοιγμάτων στο κέλυφος (WWR) κτηρίου κατοικίας στην Ελλάδα, εξετάζοντας παράλληλα επιπλέον παραμέτρους διαφορετικών κλιματικών ζωνών, συνθηκών σκίασης και προσανατολισμού.

Συγκεκριμένα μελετάται η επιρροή του WWR εισάγοντας σε διώροφο κτήριο διαστάσεων 12,00*12,00m και κάτοψης 144,00m², διαφορετικό ποσοστό ανοιγμάτων στο κέλυφος με διαβάθμιση 5%-10%-15%-20%-25%, τοποθετώντας το κτήριο στην κλιματική ζώνη Α (Χανιά) και κλιματική ζώνη Δ (Καστοριά). Επιπλέον εισάγονται οι συνθήκες πλήρους σκίασης (f=0) και πλήρους ηλιασμού (f=1). Η εισαγωγή των ανοιγμάτων γίνεται σε μόνο μία όψη κάθε φορά, η οποία έχει κύριο προσανατολισμό (Βορινό, Ανατολικό, Νότιο ή Δυτικό), ενώ οι υπόλοιπες όψεις δε φέρουν ανοίγματα.

Κατ’ αυτόν τον τρόπο μελετώνται 80 επιμέρους πολυπαραμετρικά σενάρια. Για τη μόρφωση τους και τη μοντελοποίηση του κτηρίου, εφαρμόσθηκαν οι προδιαγραφές του Κ.Εν.Α.Κ. όπως ισχύει αναθεωρημένος στο παρόν της εργασίας. Συγκεκριμένα το κτήριο φέρει προδιαγραφές κελύφους, δομικών υλικών, συντελεστών θερμοπερατότητας, μηχανολογικών συστημάτων θέρμανσης-ψύξης-ΖΝΧ, τα προβλεπόμενα του κτηρίου αναφοράς του Κ.Εν.Α.Κ., με μεταβλητές παραμέτρους τις διερευνώμενες.

Για τις αναλύσεις των κτηριακών μοντέλων χρησιμοποιήθηκε το πιστοποιημένο λογισμικό Τ.Ε.Ε.-Κ.Εν.Α.Κ. στο οποίο βασίζονται οι ενεργειακές μελέτες κτηρίων στην Ελλάδα.

Τα αποτελέσματα που συλλέχθηκαν και αξιολογήθηκαν, αναφέρονται σε ενεργειακή απαίτηση του κτηρίου για τις περιόδους θέρμανσης και ψύξης αλλά και στις ανάγκες για ΖΝΧ, στη διάρκεια ενός έτους. Παρατίθενται σε πίνακες και διαγράμματα ενεργειακής απαίτησης / % WWR (kWh/m² / %), ενώ γίνεται ανάλυση για τις επιμέρους περιόδους χρήσης αλλά και σωρευτικά για το σύνολο του έτους.

Από τα αποτελέσματα διαπιστώθηκε η σημασία των παραμέτρων στη ρύθμιση των ηλιακών κερδών ώστε να ελεγχθεί η ενεργειακή απαίτηση. Συγκεκριμένα, στη θερμή ζώνη Α, η ενεργειακή απαίτηση είναι συνολικά μικρότερη της ζώνης Δ, με κρίσιμα μεγέθη να προκύπτουν από την περίοδο ψύξης και δη όταν μεγιστοποιούνται τα ηλιακά κέρδη λόγω ηλιασμού και προσανατολισμού. Η επιρροή του WWR μεγιστοποιείται την περίοδο ψύξης και μετριάζεται την περίοδο θέρμανσης κατά την οποία τα ηλιακά κέρδη συνεισφέρουν σημαντικά.

Αντίθετα στην ψυχρή ζώνη Δ, η ολική ενεργειακή απαίτηση είναι αισθητά μεγαλύτερη και κρίσιμο μέγεθος είναι τα θερμικά φορτία του χειμώνα, ενώ η επιρροή του WWR είναι περισσότερο προφανής την περίοδο θέρμανσης. Ωστόσο στο σύνολο του έτους φαίνεται να μειώνεται η αναλογική επιρροή του WWR καθώς μεταξυ ευμενέστερου-δυσμενέστερου σεναρίου κάθε κλιματικής ζώνης, η διαφορά απαίτησης στη ζώνη Δ είναι μικρότερη από τη διαφορά στη ζώνη Α.

This study investigates the role of windows frames of a building shell (window-to-wall ratio WWR) for a building located in Greece, examining also the effect of several more factors, as different climate zones, shading conditions and wall orientation.

In particular, the model in examination is a two-storey building, dimensions 12,00*12,00m and floor area 144,00m² , having a variable clear opening area of 5%-10%-15%-20%-25% of the main wall. The building is located at climate zone A (Chania) and zone D (Kastoria). Additional parameters are the shading conditions, using two different types of shading factors, f=0 for complete shading and f=1 for no shading at all. The openings are part of one wall at a time, with a main orientation (North, East, South, West) and the other walls of the building do not have any openings.

The 80 scenarios that occurred this way, were modelled and analysed according to the standards of the “Regulation on the Energy Performance of Buildings” (the Hellenic Energy Code). The building’s shell, materials, thermal conductivity, heating/cooling/hot water systems, are compromising with the obligatory factors of the specific referrance model of the Regulation.

The analysis of those models was made with the official software of the Technical Chamber of Greece, T.E.E.-K.Εν.A.K.

The results of the analysis are referring to the energy demand of the building for the heating and cooling periods of the year, but also the demand for hot water. They are given in tables and graphs of energy demand/%WWR (kWh/m²/%) and are also presented in terms of demand per heating/cooling period and for the whole year.

The results ascertain the importance of each of the parameters for the adjustment of the solar gains in order to control the energy demand. In the warmer climate zone A, the demand is significantly lower than in zone D, the cooling period is critical, especially when the solar gains are maximized. The role of WWR peaks at the cooling period and lowers at the heating period, because of the solar gains.

On the contrary, in cold climate zone D, ths total energy demand is quite and the winter’s thermal loads are critical, while the role of WWR is more important at heating period. However, it seems that the proportional influence of WWR for the whole year is decreased, as at zone D, the difference of energy demand between the best and worst energy consuming scenarios, is lower than in zone A.