ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑΣ ΚΕΝΑΚ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΓΙΑ ΤΥΠΙΚΕΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΛΕΓΧΟΥ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΤΙΚΩΝ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ "BESTEST"
Comparison of the outputs of KENAK methodology and energy simulation software, for typical cases, using BESTEST methodology (Αγγλική)
Η παρούσα Διπλωματική Εργασία έχει ως αντικείμενο την σύγκριση των αποτελεσμάτων που προκύπτουν από τη χρήση ενός απλοποιημένου λογισμικού του ΤΕΕΚΕΝΑΚ, το οποίο χρησιμοποιείται κατά την ενεργειακή μελέτη και επιθεώρηση κτιρίων στην Ελλάδα, με τα αποτελέσματα που εξάγονται από τη χρήση ενός ευρέως διαδεδομένου σε παγκόσμιο επίπεδο αξιολογημένου προγράμματος ενεργειακής προσομοίωσης, για απλές κτιριακές περιπτώσεις, με σκοπό την αξιολόγηση της ακρίβειας των αποτελεσμάτων του πρώτου εξ αυτών.
Οι χώρες σε όλο τον κόσμο αναζητούν στρατηγικές για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων και εφαρμόζουν κανονισμούς για τη μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης. Η διαδικασία κατάταξης των κτιρίων σε ενεργειακές κατηγορίες βασίζεται στη χρήση λογισμικών για την ενεργειακή προσομοίωση των κτιρίων. Ορισμένοι εθνικοί κανονισμοί κάνουν χρήση αξιόλογων προγραμμάτων ενεργειακής προσομοίωσης για την ενεργειακή αξιολόγηση, ενώ άλλοι χρησιμοποιούν απλοποιημένα λογισμικά για την αξιολόγηση της ενεργειακής κατάταξης των κτιρίων.
Με την έγκριση του Κανονισμού Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων (ΚΕΝΑΚ) (Αριθμ. Δ6/Β/οικ. 5825 ΦΕΚ 407/Β/9-4-2010), θεσμοθετήθηκε στην Ελλάδα ο ολοκληρωμένος ενεργειακός σχεδιασμός στον κτιριακό τομέα με σκοπό τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων, την εξοικονόμηση ενέργειας και την προστασία του περιβάλλοντος, με συγκεκριμένες δράσεις:
1. Εκπόνηση Μελέτης Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων.
2. Θέσπιση ελάχιστων απαιτήσεων ενεργειακής απόδοσης κτιρίων.
3. Ενεργειακή Κατάταξη Κτιρίων (Πιστοποιητικό Ενεργειακής Απόδοσης).
4. Ενεργειακές Επιθεωρήσεις κτιρίων, λεβήτων και εγκαταστάσεων θέρμανσης και κλιματισμού.
Ειδικότερα, σκοπός του ΚΕΝΑΚ είναι η μείωση της κατανάλωσης συμβατικής ενέργειας για θέρμανση, ψύξη, κλιματισμό (ΘΨΚ), φωτισμό και παραγωγή ζεστού νερού χρήσης (ΖΝΧ) με την ταυτόχρονη διασφάλιση συνθηκών άνεσης στους εσωτερικούς χώρους των κτιρίων. Ο σκοπός αυτός επιτυγχάνεται μέσω του ενεργειακά αποδοτικού σχεδιασμού του κελύφους, της χρήσης ενεργειακά αποδοτικών δομικών υλικών και ηλεκτρομηχανολογικών (Η/Μ) εγκαταστάσεων, ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ) και συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας (ΣΗΘ). Για την διασφάλιση των παραπάνω ορίστηκε μεταξύ άλλων και η μεθοδολογία υπολογισμού της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων για την εκτίμηση των ενεργειακών καταναλώσεων των κτιρίων για ΘΨΚ, φωτισμό και ΖΝΧ.
Το ΤΕΕ ως τεχνικός σύμβουλος της πολιτείας, στήριξε την αποτελεσματική εφαρμογή του Κ.Εν.Α.Κ. καταρτίζοντας σε συνεργασία με την Πολιτεία τις απαραίτητες Τεχνικές Οδηγίες, οι οποίες εξειδικεύουν τα πρότυπα των μελετών και των επιθεωρήσεων της ενεργειακής απόδοσης των κτηρίων, στα Ελληνικά κλιματικά και κτιριακά δεδομένα. Παράλληλα το ΤΕΕ ανέπτυξε το λογισμικό ΤΕΕΚΕΝΑΚ για τον υπολογισμό της ενεργειακής απόδοσης και κατάταξης (βαθμονόμησης) των κτηρίων, τόσο κατά την διαδικασία ενεργειακών επιθεωρήσεων, όσο και κατά την εκπόνηση μελέτης ενεργειακής απόδοσης.
Το λογισμικό ΤΕΕΚΕΝΑΚ είναι ένα απλοποιημένο και γρήγορο εργαλείο για την αξιολόγηση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων. Ωστόσο, ως απλοποιημένο μοντέλο μπορεί να έχει σημαντική αβεβαιότητα στα αποτελέσματα που εξάγει, η οποία μπορεί να θέσει σε κίνδυνο την διαδικασία ενεργειακής κατάταξης των κτιρίων. Ποσοτικοποίηση της αβεβαιότητας αυτής είναι απαραίτητη για να διασφαλιστεί ότι οι διαδικασίες ενεργειακής κατάταξης θα επιτύχουν τα επιθυμητά αποτελέσματα. Η παραπάνω αναγκαιότητα ποσοτικοποίησης της αβεβαιότητας αποτέλεσε το έναυσμα για την παρούσα Διπλωματική Εργασία.
Προκειμένου να πραγματοποιηθεί ο παραπάνω έλεγχος, προτείνεται με την παρούσα, η σύγκριση των αποτελεσμάτων που προκύπτουν από την εφαρμογή του ΤΕΕΚΕΝΑΚ και ενός αξιολογημένου λογισμικού προσομοίωσης του EnergyPlus, σε απλές ως προς τη γεωμετρία, την κατασκευή και τα συστήματα, κτιριακές περιπτώσεις, οι οποίες προτείνονται από τη διεθνώς χρησιμοποιούμενη μέθοδο αξιολόγησης προσομοιωτικών εργαλείων BESTEST (Building Energy Simulation TEST).
Από την ανάλυση και αξιολόγηση των παραπάνω αποτελεσμάτων εξάγονται συμπεράσματα σχετικά με την ακρίβεια των αποτελεσμάτων που δίνει το ΤΕΕΚΕΝΑΚ και με τη χρησιμότητά του ως εργαλείο για τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων.
The aim of this thesis is to compare the results obtained from the use of TEEKENAK software, a simplified model used by the Greek legislation for the calculation of buildings’ energy performance, with those derived from the use of validated building energy simulation software, when applied in simplified building cases, in order to verify the accuracy of TEEKENAK software.
Countries all over the world are seeking strategies to improve buildings energy efficiency and implementing energy regulations to reduce buildings energy consumption. The buldings’ ranking in energy classes is a process that relies on different levels of computational building performance simulation. Some energy regulations make extensive use of state of the art building energy simulation (BES) programs, while others use simplified models which are a fast tool for energy assessment.
Energy-efficient building design was established in Greece with the implementation of the Greek Building Energy Efficiency Regulation (KENAK). Ιn order to improve buildings’ energy performance, reduce energy consumption and protect the environment, it takes specific actions:
1. Implementation of buildings’ energy efficiency assessment.
2. Establishing minimum building energy efficiency requirements.
3. Implementation of a building energy rating system (Energy Performance Certification of Buildings)
4. Energy inspections for HVAC systems.
Specifically the purpose of Greek Building Energy Efficiency Regulation is to reduce the consumption of conventional energy for heating, cooling, air conditioning (HVAC), domestic hot water (DHW) and lighting while ensuring comfort conditions in buildings’ interiors. This is achieved by energy efficient design of the building envelope, the use of energy efficient building materials and HVAC systems, the use of renewable energy sources (RES) and combined heat and power (CHP). The methodology for the assessment of the buildings’ energy performance is also described in the regulation.
The Technical Chamber of Greece, acting as a technical advisor to the state, supported the effective implementation of Greek Building Energy Efficiency Regulation by preparing the necessary technical instructions, which specify the standards for the buildings’ energy efficiency assessments and inspections, for the Greek climatic conditions and building standards. The Technical Chamber of Greece also developed TEEKENAK software for calculating the energy performance of the buildings.
TEEKENAK is a simplified tool for a fast energy assessment. However, simplified models can also have a considerable uncertainty in their results, which may compromise the building energy labeling process. Quantifying the uncertainty in simplified models is essential to assure that building energy labeling processes will achieve the desired results.
In order to quantify the above uncertainty, this paper presents a methodology based on the comparison of the results obtained from TEEKENAK and a validated energy simulation program (EnergyPlus), when examining simplified building cases proposed by the BESTEST (Building Energy Simulation Test) a method for testing and diagnosing of building energy simulation programs.
Finally, through the analysis and evaluation of the results derived by that software, conclusions were extracted about the accuracy of TEEKENAK methodology and its usefulness as a tool for improving the energy efficiency of buildings.
Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Κύρια Αρχεία Διατριβής
ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑΣ ΚΕΝΑΚ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΓΙΑ ΤΥΠΙΚΕΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΕΛΕΓΧΟΥ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΤΙΚΩΝ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ "BESTEST" - Identifier: 80381
Internal display of the 80381 entity interconnections (Node labels correspond to identifiers)