Ανάπτυξη δοκιμαστικού εργαλείου ενεργειακών προσομοιώσεων για τη μελέτη παρεμβάσεων στο πλαίσιο ενεργειακής αναβάθμισης

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται ανάπτυξη ενός δοκιμαστικού εργαλείου τροποποίησης αρχείων που περιέχουν κτιριακή ενεργειακή πληροφορία (idf) και εκτέλεσης ενεργειακών προσομοιώσεων. Τόσο η τροποποίηση αρχείων idf, όσο και η εκτέλεση ενεργειακών προσομοιώσεων, αποτελούν βασικό στοιχείο για τη λήψη αποφάσεων σχετικά με ενέργειες βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης ενός κτιρίου. Αρχικά γίνεται αναφορά στην έννοια του κτιρίου και στις παρεμβάσεις ενεργειακής αναβάθμισης του. Ακολουθεί ανάλυση του ενεργειακού προβλήματος, η περιγραφή του εθνικού θεσμικού πλαισίου για την ενεργειακή απόδοση. Στη συνέχεια, αναλύονται οι τρόποι μοντελοποίησης των κτιρίων. Οι πληροφορίες των κτιριακών μοντέλων, και δη οι ενεργειακές, αποτελούν απαραίτητο στοιχείο των ενεργειακών προσομοιώσεων. Επιπρόσθετα γίνεται ανάλυση ενός εκ των δημοφιλέστερων εφαρμογών ενεργειακής προσομοίωσης, του EnergyPlus. Περιγράφονται τα απαιτούμενα δεδομένα εισόδου, ο τρόπος λειτουργίας του προγράμματος και τα δεδομένα εξόδου. Επίσης αναφέρονται και κάποια εργαλεία που αναβαθμίζουν την ενεργειακή προσομοίωση. Ακολουθεί η ανάλυση του δοκιμαστικού εργαλείου που αναπτύχθηκε. Το εργαλείο αυτό αναπτύχθηκε με τη γλώσσα προγραμματισμού Python και αποσκοπεί στην διευκόλυνση της διαδικασίας ενεργειακών προσομοιώσεων και στην λήψη αποφάσεων σχετικά με τις βέλτιστες ενεργειακές παρεμβάσεις. Για τη δημιουργία του, πολύ σημαντικό ρόλο διαδραμάτισε η βιβλιοθήκη της Python EPPy, που παρέχει δυνατότητες ανάγνωσης και τροποποίησης των αρχείων idf. Οι παρεμβάσεις εισάγονται με τη χρήση json αρχείων και το περιεχόμενο των αρχείων αυτών έχει αντληθεί από τη βιβλιοθήκη Building Components Library (BCL). Για να αναδειχθεί η λειτουργικότητα του εργαλείου πραγματοποιήθηκε μία σειρά προσομοιώσεων. Πιο συγκεκριμένα για ένα κτίριο κατοικιών και γραφείων επιλέχθηκε να εξεταστούν 5 διαφορετικά σενάρια παρεμβάσεων. Επίσης οι προσομοιώσεις έγιναν και για 3 διαφορετικές περιοχές, με διαφορετικές κλιματικές συνθήκες, ώστε να αναδειχθεί η επιρροή των εξωτερικών συνθηκών. Το εργαλείο πραγματοποίει αλλαγές στα idf αρχεία εξοικονομώντας πολύτιμό χρόνο από την πραγματοποίηση αλλαγών με χειροκίνητο τρόπο και βοηθά τους μελετητές και τους συμβούλους στη διαδικασία λήψης αποφάσεων.