Έμβλημα Πολυτεχνείου Κρήτης
Το Πολυτεχνείο Κρήτης στο Facebook  Το Πολυτεχνείο Κρήτης στο Twitter  Το Πολυτεχνείο Κρήτης στο YouTube   Το Πολυτεχνείο Κρήτης στο Linkedin

31
Ιαν

Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας-Μπαλτζώης Μιχάλης-Σχολή ΧΗΜΗΠΕΡ
Κατηγορία: Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας  
Τοποθεσία
Ώρα31/01/2022 13:00 - 14:00

Περιγραφή:

Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών

ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

Όνοματεπώνυμο Φοιτητή:  Μιχάλης Μπαλτζώης

Α.Μ.: 2015050061

Ημερομηνία Παρουσίασης: Δευτέρα 31 Ιανουαρίου

Ώρα: 13:00

Αίθουσα: https://tuc-gr.zoom.us/j/94597549712?pwd=R3Y1SW1WNUsxVzFFdmhoQ0htN0VzQT09

Θέμα ΔE «Ανάλυση δεδομένων σε δύο κτίρια μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης»

Title «Data analysis in two buildings with zero energy consumption»

Επιβλέπων: Διονυσία Κολοκοτσά

Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή:

1 Διονυσία Κολοκοτσά

2 Μιχαήλ Λαζαρίδης

3 Θεοχάρης Τσούτσος

Περίληψη:

Στις αναπτυγμένες χώρες η χρήση συστημάτων θέρμανσης-αερισμού-κλιματισμού  στα σύγχρονα κτίρια προκαλούν υπέρμετρη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για την επίτευξη θερμικής άνεσης , με αποτέλεσμα να δαπανάται έως το 40% της παγκόσμιας παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας από αυτά (Vorsatz) . Έτσι τα τελευταία χρόνια όλο και περισσότερες χώρες επενδύουν σε προγράμματα αναβάθμισης ή την κατασκευή κτιρίων μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας με σκοπό την μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής .

Η διπλωματική εργασία με τίτλο « Ανάλυση Δεδομένων Σε Κτίρια Μηδενικής Ενεργειακής Κατανάλωσης » έχει ως σκοπό την ανάλυση των μετρήσεων δύο κατοικιών σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας , προκειμένου να διεξαχθούν συμπεράσματα σχετικά με το αν ικανοποιούνται οι συνθήκες θερμικής άνεσης και ποιότητας αέρα και αν οι συγκεκριμένες τεχνολογίες επαρκούν για τη δημιουργία κατοικιών σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας για τα κλιματικά δεδομένα της Ιταλίας . Η ανάλυση γίνεται με την χρήση της προγραμματιστικής γλώσσας Python .Τα δεδομένα δόθηκαν σε μορφή csv file , με καταγεγραμμένες τιμές ανά τέταρτο της ώρας , από το καλοκαίρι του 2019 μέχρι το καλοκαίρι του 2020 και με τις βιβλιοθήκες εντολών pandas και matplotlib , αναλύθηκαν μεμονωμένα αλλά και συγκριτικά τα δεδομένα μεταξύ των δύο κατοικιών . Τα αρχεία χωρίστηκαν σε τρεις κύριες κατηγορίες , στα δεδομένα εσωτερικών συνθηκών , κλιματικών στοιχείων και στα ενεργειακά δεδομένα . Για τα κλιματικά στοιχεία αναλύθηκαν η θερμοκρασία αέρα , η σχετική υγρασία , η ηλιακή ακτινοβολία ενώ για τις εσωτερικές συνθήκες η θερμοκρασία αέρα , η συγκέντρωση του CO2 . Για τα ενεργειακά δεδομένα αναλύθηκαν οι καταναλώσεις για θέρμανση και ψύξη , καταναλώσεις ηλεκτρικών συσκευών , παραγωγή ενέργειας από φωτοβολταϊκά συστήματα , συνολικές καταναλώσεις ηλεκτρικής ενέργειας και η κατανάλωση ρεύματος από το δίκτυο .

Το αντικείμενο μελέτης είναι στη Γκραναρόλο ντελ Εμίλια στην Μπολόνια της Ιταλίας. Έχουν κατασκευαστεί δύο κτίρια  με τεχνολογίες που τα καθιστούν σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης , ακολουθώντας τις οδηγίες του ευρωπαϊκού ερευνητικού προγράμματος Zero Plus. Σκοπός της εργασίας είναι η ανάλυση των δεδομένων από το καλοκαίρι του 2019 μέχρι το καλοκαίρι του 2020 , ώστε να εξακριβωθεί αν οι κατοικίες επιτυγχάνουν το σκοπό τους ως μηδενικής κατανάλωσης κτίρια και με την ανάλυση των μετρούμενων μεγεθών να γίνουν κατανοητές οι εσωτερικές συνθήκες των δύο κατοικιών αλλά και οι εξωτερικές κλιματικές συνθήκες. Διερευνώνται οι διαφορές που υπάρχουν μεταξύ των κατοικιών και εντοπίζονται οι δυσλειτουργίες στο εσωτερικό περιβάλλον και στα συστήματα καθώς επίσης και το  κατά πόσο επιτυγχάνεται θερμική άνεση στον εσωτερικό τους χώρο.

Επίσης γίνεται σύγκριση των δύο κατοικιών κυρίως για τις καταναλώσεις και την παραγωγή ενέργειας από τα φωτοβολταϊκά συστήματα αλλά και σύγκριση με τις θεωρητικές τιμές των προσομοιώσεων σε ιδανικές συνθήκες . Από την ανάλυση των δεδομένων παρατηρείται ότι οι δύο κατοικίες επιτυγχάνουν θερμική άνεση καθώς οι εσωτερικές θερμοκρασίες αέρα που μετρήθηκαν είναι εντός ορίων βάση του ASHRAE , δηλαδή  μεταξύ 20 oC με 24 oC το χειμώνα και 24 oC με 27 oC το καλοκαίρι ενώ η σχετική υγρασία στον χώρο είναι κατά κύριο λόγω κάτω του 65% . Σημαντικές είναι και οι συγκεντρώσεις του CO2 που υπάρχει στον χώρο καθώς οι ενδείξεις για τη μία κατοικία είναι κατά μέσο όρο 582.68 ppm με μέγιστη ευρεθείσα τιμή 952 ppm και στη δεύτερη κατοικία είναι κατά μέσο όρο 557.31 ppm με μέγιστη τιμή 1429.76 ppm. Τέλος τους ανοιξιάτικους και καλοκαιρινούς μήνες και οι δύο κατοικίες παράγουν επαρκή ενέργεια για να καλύψουν τις απαιτήσεις ηλεκτρικής ενέργειας κυρίως τις ώρες ηλιοφάνειας , ενώ κατά τις περισσότερες μέρες των υπόλοιπων μηνών η κατανάλωση είναι μεγαλύτερη από την παραγωγή ενέργειας και πιο συγκεκριμένα οι συνολικές καταναλώσεις για την κατοικία 1 και 2 είναι 9370.02 kWh και 10585.68 kWh αντίστοιχα , ενώ η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι 6031.45 kWh και 7390.28 kWh αντίστοιχα . Οι κατοικίες αυτές χρειάζονται 12.8 kWh/m2 επιπλέον παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας για να καλύψουν πλήρως τις ενεργειακές τους ανάγκες , κάτι που τα κάνει αποδεκτά ως σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας κτίρια , βάσει των σημερινών πρακτικών στην Ιταλία .

Abstract:

In developed countries, the use of heating-ventilation-air-conditioning systems in modern buildings causes excessive electricity consumption to achieve thermal comfort, resulting in the consumption of up to 40% of the world electricity produced by them (Vorsatz). So in recent years more and more countries are investing in upgrade programs or the construction of zero energy buildings in order to reduce carbon dioxide emissions and tackle climate change.

The dissertation entitled "Data Analysis in Buildings with Zero Energy Consumption" aims to analyze the measurements of two homes with almost zero energy consumption, in order to draw conclusions about whether the conditions of thermal comfort and air quality are met and whether the specific technologies are sufficient. to create almost zero energy housing for Italy's climate data. The analysis is done using the Python programming language. The data were given in csv file format, with recorded values ​​per quarter of an hour, from the summer of 2019 to the summer of 2020 and with the command libraries pandas and matplotlib, were analyzed individually and comparative data between the two dwellings. The files were divided into three main categories, indoor data, climate data and energy data. For the climatic data the air temperature, the relative humidity, the solar radiation were analyzed while for the indoor conditions the air temperature, the concentration of CO2. For the energy data, the consumptions for heating and cooling, the consumptions of electrical appliances, the production of energy from photovoltaic systems, the total consumptions of electricity and the consumption of electricity from the grid were analyzed.

The object of study is in Granarolo del Emilia in Bologna, Italy. Two buildings have been constructed with technologies that make them almost zero consumption, following the instructions of the European research project Zero Plus. The purpose of this study is to analyze the data from the summer of 2019 to the summer of 2020, in order to determine whether the houses achieve their purpose as zero-consumption buildings and with the analysis of the measured sizes to understand the internal conditions of the two houses but and outdoor climatic conditions. The differences that exist between the houses are investigated and the malfunctions in the internal environment and in the systems are identified, as well as whether thermal comfort is achieved in their interior space.

It also compares the two houses mainly for consumption and energy production from photovoltaic systems but also compares with the theoretical values ​​of the simulations in ideal conditions. From the analysis of the data it is observed that the two houses achieve thermal comfort as the indoor air temperatures measured are within ASHRAE base limits, ie between 20 oC to 24 oC in winter and 24 oC to 27 oC in summer while the relative humidity in the room is mainly due to below 65%. The CO2 concentrations that exist in the area are also important as the indications for one house are on average 582.68 ppm with a maximum found value of 952 ppm and in the second house it is on average 557.31 ppm with a maximum value of 1429.76 ppm. Finally, in the spring and summer months, both houses produce enough energy to meet the electricity requirements, especially during the sunny hours, while on most days of the rest of the months the consumption is higher than the energy production and more specifically the total consumption for the house. 1 and 2 are 9370.02 kWh and 10585.68 kWh respectively, while the electricity production is 6031.45 kWh and 7390.28 kWh respectively. These homes need 12.8 kWh / m2 of additional electricity generation to fully meet their energy needs, which makes them acceptable as almost zero energy buildings, based on current practices in Italy.

 

© Πολυτεχνείο Κρήτης 2012