Επίδραση των θερμοχρωμικών υαλοπινάκων στην ενεργειακή απόδοση κτιρίων - Ντελαλής, Παναγιώτης (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας, 2016)
Ένα σημαντικό ποσοστό της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας και έκλυσης ρύπων παγκοσμίως λαμβάνει χώρα στον κτιριακό τομέα, ενώ μεγάλο μέρος αυτών οφείλεται στις ανάγκες για θέρμανση και ψύξη των χώρων. Είναι λοιπόν επιτακτική η εξοικονόμηση ενέργειας στα κτίρια και μια βασική μέθοδος για το σκοπό αυτό είναι η χρήση ενεργειακά αποδοτικών υαλοπινάκων, δεδομένου ότι μέσω των ανοιγμάτων του κτιριακού κελύφους μεταφέρονται γενικά πολύ μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Μια θεμελιώδης έννοια που ορίζει και ορίζεται από την κατανάλωση ενέργειας σε ένα κτίριο είναι η ενεργειακή απόδοσή του. Το θέμα της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της επίδρασης των θερμοχρωμικών υαλοπινάκων στην ενεργειακή απόδοση κτιρίων. Αυτοί είναι υαλοπίνακες με καινοτόμες ιδιότητες και συγκεκριμένα με δυναμική μεταβολή της διαπερατότητάς τους στην ηλιακή ακτινοβολία, συναρτήσει της θερμοκρασίας τους. Για το σκοπό αυτό της εργασίας, είναι αρχικά αναγκαία η παρουσίαση θεωρητικών στοιχείων που αφορούν την ηλιακή ακτινοβολία. Επίσης, γίνεται ανάπτυξη διαφόρων εννοιών, όπως τα θερμικά και τα ψυκτικά φορτία, η παρουσίαση των οποίων βοηθά τον αναγνώστη στη βαθύτερη κατανόηση τόσο αυτών, όσο και άλλων σχετικών μεγεθών που σχετίζονται με το αντικείμενο της εργασίας. Είναι όμως χρήσιμη και η εκτενής παρουσίαση διαφόρων στοιχείων που αφορούν τους υαλοπίνακες γενικά, όπου μεταξύ άλλων αναφέρονται οι ηλιακές-οπτικές και θερμικές τους ιδιότητες και παρουσιάζονται τα περισσότερα από τα είδη υαλοπινάκων που χρησιμοποιούνται σήμερα (με έμφαση στη χρήση για εξοικονόμηση ενέργειας). Στη βάση αυτή, ακολούθως συμπεριλαμβάνεται βιβλιογραφική έρευνα σχετική με τους θερμοχρωμικούς υαλοπίνακες και ανάλυση της συμπεριφοράς τους και του δυναμικού εξοικονόμησης ενέργειας που μπορούν να προσφέρουν, ακριβώς λόγω των ιδιαίτερων ιδιοτήτων τους. Πολύ χρήσιμο εργαλείο για τη μελέτη της ενεργειακής απόδοσης κτιρίων είναι η ενεργειακή προσομοίωση κτιρίων με χρήση κατάλληλων λογισμικών Η/Υ. Ένα λογισμικό ενεργειακής προσομοίωσης, που προσφέρει πολλές δυνατότητες και χρησιμοποιείται στην παρούσα μελέτη, είναι το EnergyPlus. Αρχικά γίνεται παρουσίαση του λογισμικού και του τρόπου με τον οποίο μοντελοποιούνται σε αυτό οι θερμοχρωμικοί υαλοπίνακες σε ένα κτίριο, ενώ γίνεται αναφορά και σε σχετικές έρευνες που έχουν γίνει. Για τους σκοπούς της εργασίας, προσομοιώνεται με χρήση του EnergyPlus ένα υποθετικό κτίριο κατοικίας εμβαδού 94 m2 στην περιοχή της Αθήνας. Γίνεται αναλυτική περιγραφή της υλοποίησης της προσομοίωσης και εκτελούνται ποικίλες προσομοιώσεις, με σκοπό την παραμετρική ανάλυση θερμοχρωμικού υαλοπίνακα συγκεκριμένων ιδιοτήτων, τη σύγκριση της κατανάλωσης ενέργειας με την αντίστοιχη που επιφέρει η εγκατάσταση άλλων ειδών υαλοπινάκων που χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα και τη διερεύνηση της συμπεριφοράς του θερμοχρωμικού. Τα αποτελέσματα αναδεικνύουν τις δυνατότητες εξοικονόμησης ενέργειας που μπορούν να προσφέρουν οι θερμοχρωμικοί υαλοπίνακες, ιδιαίτερα σε κλίματα με σημαντική ανάγκη ελέγχου της ηλιακής ακτινοβολίας που εισέρχεται στο εσωτερικό ενός κτιρίου κατά τη θερινή περίοδο. Η πρόοδος της σχετικής τεχνολογίας κατασκευής τους, που θα επιφέρει ακόμη μεγαλύτερη βελτίωση των ιδιοτήτων τους, μπορεί να οδηγήσει σε επαναστατική τεχνολογία στον τομέα αυτόν των κατασκευών.