Η μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη διερεύνηση της θερμικής συμπεριφοράς συμβατικών δωμάτων υπό το πρίσμα της αξιοποίησης ευφυών θερμοχρωμικών υλικών ως δυναμικών επιστρώσεων του κτιριακού κελύφους. Η αυξανόμενη εκδήλωση φαινομένων όπως η αστική θερμική νησίδα, η υψηλή ενεργειακή κατανάλωση των κτιρίων και η ανάγκη εξασφάλισης συνθηκών θερμικής άνεσης καθιστούν αναγκαία την ανάπτυξη και εφαρμογή καινοτόμων υλικών με δυνατότητα προσαρμογής στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες.

Στο πλαίσιο της εργασίας πραγματοποιείται αρχικά βιβλιογραφική επισκόπηση σχετικά με τα ζητήματα θερμικής και περιβαλλοντικής απόκρισης των κτιριακών κελυφών, τις βασικές οπτικές ιδιότητες των υλικών, τους βασικούς νόμους ακτινοβολίας καθώς και τις κύριες κατηγορίες, τα χαρακτηριστικά και τις αρχές λειτουργίας των θερμοχρωμικών υλικών. Στη συνέχεια αναπτύσσεται θεωρητικό-υπολογιστικό μοντέλο θερμικής ανάλυσης συμβατικού δώματος, με σκοπό τη διερεύνηση της επίδρασης μιας ιδεατής θερμοχρωμικής επίστρωσης επιχρίσματος στις επιφανειακές θερμοκρασίες, στις ροές θερμότητας και στις ενεργειακές απαιτήσεις του κτιρίου κατά την περίοδο ενός έτους.

Τα αποτελέσματα της ανάλυσης αναδεικνύουν τη δυνατότητα των θερμοχρωμικών υλικών να μεταβάλλουν δυναμικά τις οπτικές τους ιδιότητες συναρτήσει της θερμοκρασίας, συμβάλλοντας στον αποτελεσματικότερο έλεγχο των θερμικών κερδών και απωλειών του κτιριακού κελύφους. Η εφαρμογή τους στα δώματα δύναται να αποτελέσει μία πολλά υποσχόμενη παθητική στρατηγική βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων, περιορισμού των ψυκτικών και θερμικών φορτίων και μετριασμού των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στο δομημένο αστικό περιβάλλον.

This master’s thesis investigates the thermal behavior of conventional flat roofs through the perspective of utilizing smart thermochromic materials as dynamic coatings for building envelopes. The increasing occurrence of phenomena such as the urban heat island effect, the high energy consumption of buildings, and the need to ensure thermal comfort conditions necessitate the development and application of innovative materials capable of adapting to changing environmental conditions.

Within the framework of this study, a literature review is initially conducted on issues related to the thermal and environmental response of building envelopes, the fundamental optical properties of materials, the basic laws of radiation, as well as the main categories, characteristics, and operating principles of thermochromic materials. Subsequently, a theoretical-computational thermal analysis model of a conventional flat roof is developed in order to investigate the influence of an idealized thermochromic coating layer on surface temperatures, heat fluxes, and the building's energy demands over the course of a year.

The results of the analysis highlight the ability of thermochromic materials to dynamically alter their optical properties as a function of temperature, thereby contributing to a more effective control of heat gains and losses through the building envelope. Their application on flat roofs may constitute a promising passive strategy for improving the energy performance of buildings, reducing cooling and heating loads, and mitigating the impacts of climate change within the built urban environment.