Η παρούσα Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία (ΜΔΕ) εξετάζει τη συμβολή των προηγμένων κατασκευαστικών υλικών στη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων, εστιάζοντας στη μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης και στην ενίσχυση της βιωσιμότητας των δομημένων περιβαλλόντων. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην ανάλυση της λειτουργικότητας και της αποτελεσματικότητας υλικών όπως τα ψυχρά υλικά, τα υλικά αλλαγής φάσης (PCM) και οι σύγχρονες θερμομονωτικές επιστρώσεις, τα οποία προσφέρουν προοπτικές για την ενεργειακή αναβάθμιση των κτιρίων. Επιπλέον, διερευνάται η εφαρμογή αυτών των υλικών σε παθητικά κτίρια, τα οποία αποτελούν μια από τις πιο αποδοτικές προσεγγίσεις ενεργειακής βιωσιμότητας. Τα παθητικά κτίρια χρησιμοποιούν αρχές σχεδιασμού που αξιοποιούν τη θερμοχωρητικότητα, την ηλιακή ακτινοβολία και τον φυσικό αερισμό για να ελαχιστοποιήσουν την κατανάλωση ενέργειας.
Στην εισαγωγή της εργασίας αναδεικνύεται η επιτακτική ανάγκη για ενεργειακά αποδοτικές λύσεις στον κτιριακό τομέα, δεδομένων των αυξανόμενων ενεργειακών απαιτήσεων και της περιβαλλοντικής επιβάρυνσης. Παρουσιάζονται οι κατευθυντήριες γραμμές της ευρωπαϊκής και διεθνούς νομοθεσίας, οι υπάρχουσες τεχνολογικές εξελίξεις και οι προκλήσεις που σχετίζονται με την υιοθέτηση νέων δομικών υλικών στην κατασκευαστική βιομηχανία. Επιπλέον, αναλύονται οι παράγοντες που καθιστούν τα προηγμένα υλικά πιο αποδοτικά συγκριτικά με τις παραδοσιακές μεθόδους θερμομόνωσης και εξοικονόμησης ενέργειας, καθώς και η σημασία τους στη μετάβαση προς τα παθητικά και τα κτίρια σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης (ΝZEB).
Η μεθοδολογία περιλαμβάνει συστηματική βιβλιογραφική έρευνα, εργαστηριακή μελέτη των φυσικών και θερμικών ιδιοτήτων των υλικών και ενεργειακή προσομοίωση με τη χρήση ειδικών λογισμικών. Τα δεδομένα αξιολογούνται ως προς τη θερμομονωτική τους απόδοση, τη μείωση των θερμικών απωλειών και τη συνολική τους συνεισφορά στη βιώσιμη δόμηση. Παράλληλα, διερευνάται η τεχνική εφικτότητα εφαρμογής αυτών των υλικών σε νέες και υφιστάμενες κατασκευές, λαμβάνοντας υπόψη τεχνοοικονομικούς παράγοντες και περιβαλλοντικές επιπτώσεις.
Τα κύρια συμπεράσματα της εργασίας επιβεβαιώνουν ότι η ενσωμάτωση προηγμένων υλικών στις κατασκευές μπορεί να μειώσει σημαντικά την ενεργειακή κατανάλωση
και τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Ιδιαίτερα στα παθητικά κτίρια, η χρήση των υλικών αυτών μπορεί να συμβάλει στην επίτευξη υψηλής ενεργειακής απόδοσης, καθιστώντας τα βιώσιμες λύσεις για το μέλλον της κατασκευαστικής βιομηχανίας. Η μελέτη προτείνει βέλτιστες πρακτικές για την εφαρμογή αυτών των υλικών, συμβάλλοντας στην προώθηση στρατηγικών βιώσιμης ανάπτυξης στον κατασκευαστικό κλάδο. Επιπλέον, διατυπώνονται προτάσεις για μελλοντική έρευνα, επικεντρωμένες στη βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων των υλικών και στην εφαρμογή νέων τεχνολογιών που μπορούν να ενισχύσουν περαιτέρω την ενεργειακή αποδοτικότητα των κτιρίων και να ενσωματωθούν σε ευρύτερες πολιτικές αειφόρου ανάπτυξης.

This Master investigates the role of advanced building materials in improving the energy performance of buildings, with a focus on reducing energy consumption and promoting sustainable built environments. Special emphasis is placed on analyzing the functionality and effectiveness of materials such as phase change materials (PCMs), cool coatings, and next-generation thermal insulation systems. These materials present significant potential for energy retrofitting, especially in the context of passive and nearly zero-energy buildings (nZEB). Passive design strategies that leverage solar radiation, thermal mass, and natural ventilation are explored as integral components of energy-efficient architecture.
The introduction highlights the urgent need for sustainable energy solutions in the construction sector, driven by increasing energy demands and environmental concerns. European and international policy frameworks, technological advancements, and barriers to the adoption of innovative materials are reviewed. Furthermore, the advantages of advanced materials over conventional construction methods are discussed, particularly their role in enhancing energy efficiency and transitioning to passive and nZEB buildings.
The methodology includes a comprehensive literature review, material characterization through laboratory analysis, and energy simulations using dedicated software. These tools are used to evaluate the thermal performance of selected materials, their ability to reduce heat losses, and their overall contribution to sustainable building design. Technical feasibility, cost-effectiveness, and environmental implications of deploying these materials in both new and existing buildings are examined.
Key findings demonstrate that incorporating advanced materials can significantly reduce energy demand and CO₂ emissions. In particular, their integration into passive building envelopes enables high levels of energy efficiency, making them suitable solutions for the future of sustainable construction. The study concludes with best practice recommendations and outlines future research directions for optimizing material properties and leveraging emerging technologies to enhance building energy performance and align with broader sustainability goals.