Νέοι μέθοδοι για κτίρια μηδενικού ενεργειακού ισοζυγίου με χρήση εξελιγμένων ασαφών γνωστικών δικτύων

Η παρούσα διπλωματική εργασία δραστηριοποιείται στο πλαίσιο των προσπαθειών διερεύνησης και καθορισμού των βέλτιστων χαρακτηριστικών και της απαιτούμενης υποδομής για την υλοποίηση Κτιρίων Μηδενικού Ενεργειακού Ισοζυγίου (ΚΜΕΙ). Η υλοποίηση των κτιρίων αυτών αντιμετωπίζει σημαντικές προκλήσεις όπως...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας:	Παναγιωτακόπουλος, Θεόδωρος
Άλλοι συγγραφείς:	Γρουμπός, Πέτρος
Μορφή:	Thesis
Γλώσσα:	Greek
Έκδοση:	2020
Θέματα:	Ασαφή γνωστικά δίκτυα Κτίρια μηδενικού ενεργειακού ισοζυγίου Μοντελοποίηση κτιρίου Fuzzy cognitive maps Zero energy buildings Building modelling
Διαθέσιμο Online:	http://hdl.handle.net/10889/13321

id	nemertes-10889-13321
record_format	dspace
institution	UPatras
collection	Nemertes
language	Greek
topic	Ασαφή γνωστικά δίκτυα Κτίρια μηδενικού ενεργειακού ισοζυγίου Μοντελοποίηση κτιρίου Fuzzy cognitive maps Zero energy buildings Building modelling
spellingShingle	Ασαφή γνωστικά δίκτυα Κτίρια μηδενικού ενεργειακού ισοζυγίου Μοντελοποίηση κτιρίου Fuzzy cognitive maps Zero energy buildings Building modelling Παναγιωτακόπουλος, Θεόδωρος Νέοι μέθοδοι για κτίρια μηδενικού ενεργειακού ισοζυγίου με χρήση εξελιγμένων ασαφών γνωστικών δικτύων
description	Η παρούσα διπλωματική εργασία δραστηριοποιείται στο πλαίσιο των προσπαθειών διερεύνησης και καθορισμού των βέλτιστων χαρακτηριστικών και της απαιτούμενης υποδομής για την υλοποίηση Κτιρίων Μηδενικού Ενεργειακού Ισοζυγίου (ΚΜΕΙ). Η υλοποίηση των κτιρίων αυτών αντιμετωπίζει σημαντικές προκλήσεις όπως η επίδραση της κλιματικής αλλαγής, οι διαφορετικές εθνικές και περιφερειακές πολιτικές και στρατηγικές ανάπτυξης, ο οικονομικά βέλτιστος σχεδιασμός και οι πολιτικές ελέγχου και προγραμματισμού. Ειδικότερα, στη φάση του σχεδιασμού των ΚΜΕΙ, απαιτούνται ολιστικές αρχές σχεδίασης που θα λαμβάνουν υπόψη διάφορους παράγοντες όπως οι τοπικές κλιματικές συνθήκες και ενεργειακές απαιτήσεις, οι μελλοντικές τάσεις της κλιματικής αλλαγής, οι τύποι κτιρίων (π.χ. οικίες, βιομηχανίες, γραφεία, κλπ.), το μέγεθος των κτιρίων και τα υλικά κατασκευής και οι διαθέσιμες Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ). Ωστόσο, που όλα τα μοντέλα και τα εργαλεία λογισμικού που έχουν αναπτυχθεί είναι πολύ καλά για τη μελέτη, την ανάλυση και το σχεδιασμό τμημάτων ή/και της απόδοσης ενός κτιρίου, δεν είναι σε θέση να αναπαραστήσουν ένα ΚΜΕΙ μέσα από μία ευρύτερη μαθηματική προσέγγιση που θα λαμβάνει υπόψη της το σύνολο και τις σύνθετες συσχετίσεις των αλληλεπιδρώντων συστατικών που το συνθέτουν. Επιχειρώντας να συμβάλλει στην αντιμετώπιση των ανεπαρκειών και των προκλήσεων που έχουν εντοπιστεί, ειδικά στη φάση του σχεδιασμού των ΚΜΕΙ, η εργασία μελετά την εφαρμογή των εξελιγμένων Ασαφών Γνωστικών Δικτύων (ΑΓΔ) ως ένα μαθηματικό μοντέλο που θα λαμβάνει υπόψη του ένα ευρύ φάσμα παραγόντων για την περιγραφή ενός ΚΜΕΙ. Βασικοί στόχοι της εργασίας είναι η δημιουργία ενός επεκτάσιμου μοντέλου πληροφοριών κτιρίων που θα περιγράφει τους ανωτέρω παράγοντες και τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις και η χρήση του μοντέλου αυτού για τον υπολογισμό ποσοτικοποιημένων δεικτών, όπως το ετήσιο ενεργειακό ισοζύγιο μεταξύ ζήτησης και παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Απώτερος σκοπός είναι η διευκόλυνση της αξιολόγησης σχεδιαστικών επιλογών που σχετίζονται με την ενσωμάτωση συγκεκριμένου τύπου και ισχύος ΑΠΕ για την υλοποίηση ΚΜΕΙ. Το πρώτο κεφάλαιο πραγματοποιεί μία εισαγωγή στον τομέα της ενέργειας περιγράφοντας εν συντομία την έννοια και τα βασικά χαρακτηριστικά ενός ΚΜΕΙ, το επιστημονικό πρόβλημα που επεξεργάζεται η διπλωματική εργασία και την προτεινόμενη προσέγγιση για την αντιμετώπισή του. Το δεύτερο κεφάλαιο παρέχει δεδομένα αναφορικά με την παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας κα τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, καθώς και σχετικά με την ενεργειακή κατανάλωση κτιρίων στις ΗΠΑ, την Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ) και την Κίνα. Περιγράφει τις κυριότερες τελικές χρήσεις και τις προοπτικές εξοικονόμησης ενέργειας στα κτίρια, την κατανάλωση ενέργειας ανά τύπο καυσίμου στα κτίρια, τους λόγους που απαιτούνται ενεργειακά βιώσιμα κτίρια, καθώς και τις πολιτικές για την υλοποίηση ΚΜΕΙ κυρίως στην ΕΕ. Το τρίτο κεφάλαιο επικεντρώνεται στις τεχνολογίες αιχμής για την επιτυχή ανάπτυξη ΚΜΕΙ. Ειδικότερα, αναφέρεται σε τεχνολογίες παθητικής εξοικονόμησης ενέργειας στα κτίρια, ενεργειακά αποδοτικά συστήματα υπηρεσιών κτιρίων και στις υπάρχουσες τεχνολογίες παραγωγής ανανεώσιμης ενέργειας. Στο τέταρτο κεφάλαιο προσδιορίζονται οι βασικές προκλήσεις που αντιμετωπίζει η ανάπτυξη των ΚΜΕΙ, καθώς και το πλαίσιο, οι στόχοι και η συμβολή της διπλωματικής εργασίας. Το πέμπτο κεφάλαιο εστιάζει στα ΑΓΔ, όπου εξηγείται η έννοια και ο σκοπός τους, η θεωρητική τους βάση, τα μειονεκτήματα των «κλασσικών» θεωριών τους και οι βελτιώσεις που έχουν οδηγήσει στα εξελιγμένα ΑΓΔ που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διπλωματική εργασία. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η εφαρμογή των εξελιγμένων ΑΓΔ για τη μοντελοποίηση των ενεργειακών πτυχών ενός ΚΜΕΙ και την εκτίμηση των ενεργειακών του επιδόσεων. Περιγράφεται η διαδικασία κατασκευής του μοντέλου ΑΓΔ, ο αλγόριθμος υπολογισμού των εμπλεκόμενων μεταβλητών στο μοντέλο αυτό και του ετήσιου ενεργειακού ισοζυγίου του κτιρίου που αναπαριστά, καθώς και η διαδικασία και τα αποτελέσματα της προσομοίωσης που πραγματοποιήθηκε για την αξιολόγηση της προτεινόμενης μεθοδολογίας. Τέλος, το έβδομο κεφάλαιο περιλαμβάνει τις τελικές παρατηρήσεις και τα συμπεράσματα που προέκυψαν κατά την εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας. Επίσης, καταγράφει πιθανές εφαρμογές και ερευνητικές προεκτάσεις για περαιτέρω μελλοντική έρευνα. Τα πειραματικά αποτελέσματα και οι σχετικές παρατηρήσεις ήταν αρκετά ενθαρρυντικά και δείχνουν ότι τα εξελιγμένα ΑΓΔ είναι μια πολλά υποσχόμενη μεθοδολογία για τη μοντελοποίηση των ΚΜΕΙ ως σύνθετα δυναμικά συστήματα. Τα ΑΓΔ μπορούν να υποστηρίξουν την απόκτηση ποσοτικοποιημένων δεικτών για την παροχή πολύτιμων πληροφοριών κατά το σχεδιασμό και την ανάπτυξη ΚΜΕΙ, εστιάζοντας στην ενσωμάτωση των κατάλληλων ΑΠΕ (τόσο ως προς το είδος, όσο και ως προς την παρεχόμενη ισχύ), οι οποίες θα προσφέρουν επαρκή παραγωγή ενέργειας για την κάλυψη των απαιτήσεων ενέργειας σε διαφορετικά περιβαλλοντικά πλαίσια και φορτία. Οι προοπτικές επέκτασης των αποτελεσμάτων της εργασίας είναι πάρα πολλές και με πολλές διακλαδώσεις. Το μοντέλο που αναπτύχθηκε είναι σχετικά απλό, καθώς η μελέτη που εκπόνησε η εργασία αυτή αποσκοπεί στην προκαταρκτική διερεύνηση των δυνατοτήτων των εξελιγμένων ΑΓΔ για τη μοντελοποίηση ΚΜΕΙ. Από τη μία πλευρά, το μοντέλο αυτό μπορεί να επεκταθεί για να συμπεριλάβει ένα σύνολο νέων εννοιών, οι οποίες θα αναπαριστούν πρόσθετες συνιστώσες που παίζουν σημαντικό ρόλο στην ενεργειακή απόδοση ενός κτιρίου, όπως τα δομικά συστατικά του κτιριακού κελύφους και πιθανά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Από την άλλη πλευρά οι προσθήκες μπορεί να ενισχύουν το μοντέλο με σύνθετες αλληλεπιδράσεις όπως η επίδραση των χρησιμοποιούμενων λυχνιών φωτισμού στις ανάγκες ψύξης. Τέτοιες βελτιώσεις μπορούν να οδηγήσουν σε αύξηση της ακρίβειας του μηχανισμού λήψης σχεδιαστικών αποφάσεων για την υλοποίηση ΚΜΕΙ, αλλά και να καταστήσουν το μοντέλο ΑΓΔ ικανό να χρησιμοποιηθεί για τη διερεύνηση ενός ευρύτατου φάσματος σχεδιαστικών επιλογών, χωρίς να περιορίζεται στις ΑΠΕ.
author2	Γρουμπός, Πέτρος
author_facet	Γρουμπός, Πέτρος Παναγιωτακόπουλος, Θεόδωρος
format	Thesis
author	Παναγιωτακόπουλος, Θεόδωρος
author_sort	Παναγιωτακόπουλος, Θεόδωρος
title	Νέοι μέθοδοι για κτίρια μηδενικού ενεργειακού ισοζυγίου με χρήση εξελιγμένων ασαφών γνωστικών δικτύων
title_short	Νέοι μέθοδοι για κτίρια μηδενικού ενεργειακού ισοζυγίου με χρήση εξελιγμένων ασαφών γνωστικών δικτύων
title_full	Νέοι μέθοδοι για κτίρια μηδενικού ενεργειακού ισοζυγίου με χρήση εξελιγμένων ασαφών γνωστικών δικτύων
title_fullStr	Νέοι μέθοδοι για κτίρια μηδενικού ενεργειακού ισοζυγίου με χρήση εξελιγμένων ασαφών γνωστικών δικτύων
title_full_unstemmed	Νέοι μέθοδοι για κτίρια μηδενικού ενεργειακού ισοζυγίου με χρήση εξελιγμένων ασαφών γνωστικών δικτύων
title_sort	νέοι μέθοδοι για κτίρια μηδενικού ενεργειακού ισοζυγίου με χρήση εξελιγμένων ασαφών γνωστικών δικτύων
publishDate	2020
url	http://hdl.handle.net/10889/13321
work_keys_str_mv	AT panagiōtakopoulostheodōros neoimethodoigiaktiriamēdenikouenergeiakouisozygioumechrēsēexeligmenōnasaphōngnōstikōndiktyōn AT panagiōtakopoulostheodōros newmethodsforzeroenergybuildingsusingadvancedfuzzycognitivemaps
_version_	1771297298617204736
spelling	nemertes-10889-133212022-09-05T20:44:35Z Νέοι μέθοδοι για κτίρια μηδενικού ενεργειακού ισοζυγίου με χρήση εξελιγμένων ασαφών γνωστικών δικτύων New methods for zero energy buildings using advanced fuzzy cognitive maps Παναγιωτακόπουλος, Θεόδωρος Γρουμπός, Πέτρος Αλεξανδρίδης, Αντώνης Βοβός, Νικόλαος Panagiotakopoulos, Theodor Ασαφή γνωστικά δίκτυα Κτίρια μηδενικού ενεργειακού ισοζυγίου Μοντελοποίηση κτιρίου Fuzzy cognitive maps Zero energy buildings Building modelling Η παρούσα διπλωματική εργασία δραστηριοποιείται στο πλαίσιο των προσπαθειών διερεύνησης και καθορισμού των βέλτιστων χαρακτηριστικών και της απαιτούμενης υποδομής για την υλοποίηση Κτιρίων Μηδενικού Ενεργειακού Ισοζυγίου (ΚΜΕΙ). Η υλοποίηση των κτιρίων αυτών αντιμετωπίζει σημαντικές προκλήσεις όπως η επίδραση της κλιματικής αλλαγής, οι διαφορετικές εθνικές και περιφερειακές πολιτικές και στρατηγικές ανάπτυξης, ο οικονομικά βέλτιστος σχεδιασμός και οι πολιτικές ελέγχου και προγραμματισμού. Ειδικότερα, στη φάση του σχεδιασμού των ΚΜΕΙ, απαιτούνται ολιστικές αρχές σχεδίασης που θα λαμβάνουν υπόψη διάφορους παράγοντες όπως οι τοπικές κλιματικές συνθήκες και ενεργειακές απαιτήσεις, οι μελλοντικές τάσεις της κλιματικής αλλαγής, οι τύποι κτιρίων (π.χ. οικίες, βιομηχανίες, γραφεία, κλπ.), το μέγεθος των κτιρίων και τα υλικά κατασκευής και οι διαθέσιμες Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ). Ωστόσο, που όλα τα μοντέλα και τα εργαλεία λογισμικού που έχουν αναπτυχθεί είναι πολύ καλά για τη μελέτη, την ανάλυση και το σχεδιασμό τμημάτων ή/και της απόδοσης ενός κτιρίου, δεν είναι σε θέση να αναπαραστήσουν ένα ΚΜΕΙ μέσα από μία ευρύτερη μαθηματική προσέγγιση που θα λαμβάνει υπόψη της το σύνολο και τις σύνθετες συσχετίσεις των αλληλεπιδρώντων συστατικών που το συνθέτουν. Επιχειρώντας να συμβάλλει στην αντιμετώπιση των ανεπαρκειών και των προκλήσεων που έχουν εντοπιστεί, ειδικά στη φάση του σχεδιασμού των ΚΜΕΙ, η εργασία μελετά την εφαρμογή των εξελιγμένων Ασαφών Γνωστικών Δικτύων (ΑΓΔ) ως ένα μαθηματικό μοντέλο που θα λαμβάνει υπόψη του ένα ευρύ φάσμα παραγόντων για την περιγραφή ενός ΚΜΕΙ. Βασικοί στόχοι της εργασίας είναι η δημιουργία ενός επεκτάσιμου μοντέλου πληροφοριών κτιρίων που θα περιγράφει τους ανωτέρω παράγοντες και τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις και η χρήση του μοντέλου αυτού για τον υπολογισμό ποσοτικοποιημένων δεικτών, όπως το ετήσιο ενεργειακό ισοζύγιο μεταξύ ζήτησης και παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Απώτερος σκοπός είναι η διευκόλυνση της αξιολόγησης σχεδιαστικών επιλογών που σχετίζονται με την ενσωμάτωση συγκεκριμένου τύπου και ισχύος ΑΠΕ για την υλοποίηση ΚΜΕΙ. Το πρώτο κεφάλαιο πραγματοποιεί μία εισαγωγή στον τομέα της ενέργειας περιγράφοντας εν συντομία την έννοια και τα βασικά χαρακτηριστικά ενός ΚΜΕΙ, το επιστημονικό πρόβλημα που επεξεργάζεται η διπλωματική εργασία και την προτεινόμενη προσέγγιση για την αντιμετώπισή του. Το δεύτερο κεφάλαιο παρέχει δεδομένα αναφορικά με την παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας κα τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, καθώς και σχετικά με την ενεργειακή κατανάλωση κτιρίων στις ΗΠΑ, την Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ) και την Κίνα. Περιγράφει τις κυριότερες τελικές χρήσεις και τις προοπτικές εξοικονόμησης ενέργειας στα κτίρια, την κατανάλωση ενέργειας ανά τύπο καυσίμου στα κτίρια, τους λόγους που απαιτούνται ενεργειακά βιώσιμα κτίρια, καθώς και τις πολιτικές για την υλοποίηση ΚΜΕΙ κυρίως στην ΕΕ. Το τρίτο κεφάλαιο επικεντρώνεται στις τεχνολογίες αιχμής για την επιτυχή ανάπτυξη ΚΜΕΙ. Ειδικότερα, αναφέρεται σε τεχνολογίες παθητικής εξοικονόμησης ενέργειας στα κτίρια, ενεργειακά αποδοτικά συστήματα υπηρεσιών κτιρίων και στις υπάρχουσες τεχνολογίες παραγωγής ανανεώσιμης ενέργειας. Στο τέταρτο κεφάλαιο προσδιορίζονται οι βασικές προκλήσεις που αντιμετωπίζει η ανάπτυξη των ΚΜΕΙ, καθώς και το πλαίσιο, οι στόχοι και η συμβολή της διπλωματικής εργασίας. Το πέμπτο κεφάλαιο εστιάζει στα ΑΓΔ, όπου εξηγείται η έννοια και ο σκοπός τους, η θεωρητική τους βάση, τα μειονεκτήματα των «κλασσικών» θεωριών τους και οι βελτιώσεις που έχουν οδηγήσει στα εξελιγμένα ΑΓΔ που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διπλωματική εργασία. Στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η εφαρμογή των εξελιγμένων ΑΓΔ για τη μοντελοποίηση των ενεργειακών πτυχών ενός ΚΜΕΙ και την εκτίμηση των ενεργειακών του επιδόσεων. Περιγράφεται η διαδικασία κατασκευής του μοντέλου ΑΓΔ, ο αλγόριθμος υπολογισμού των εμπλεκόμενων μεταβλητών στο μοντέλο αυτό και του ετήσιου ενεργειακού ισοζυγίου του κτιρίου που αναπαριστά, καθώς και η διαδικασία και τα αποτελέσματα της προσομοίωσης που πραγματοποιήθηκε για την αξιολόγηση της προτεινόμενης μεθοδολογίας. Τέλος, το έβδομο κεφάλαιο περιλαμβάνει τις τελικές παρατηρήσεις και τα συμπεράσματα που προέκυψαν κατά την εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας. Επίσης, καταγράφει πιθανές εφαρμογές και ερευνητικές προεκτάσεις για περαιτέρω μελλοντική έρευνα. Τα πειραματικά αποτελέσματα και οι σχετικές παρατηρήσεις ήταν αρκετά ενθαρρυντικά και δείχνουν ότι τα εξελιγμένα ΑΓΔ είναι μια πολλά υποσχόμενη μεθοδολογία για τη μοντελοποίηση των ΚΜΕΙ ως σύνθετα δυναμικά συστήματα. Τα ΑΓΔ μπορούν να υποστηρίξουν την απόκτηση ποσοτικοποιημένων δεικτών για την παροχή πολύτιμων πληροφοριών κατά το σχεδιασμό και την ανάπτυξη ΚΜΕΙ, εστιάζοντας στην ενσωμάτωση των κατάλληλων ΑΠΕ (τόσο ως προς το είδος, όσο και ως προς την παρεχόμενη ισχύ), οι οποίες θα προσφέρουν επαρκή παραγωγή ενέργειας για την κάλυψη των απαιτήσεων ενέργειας σε διαφορετικά περιβαλλοντικά πλαίσια και φορτία. Οι προοπτικές επέκτασης των αποτελεσμάτων της εργασίας είναι πάρα πολλές και με πολλές διακλαδώσεις. Το μοντέλο που αναπτύχθηκε είναι σχετικά απλό, καθώς η μελέτη που εκπόνησε η εργασία αυτή αποσκοπεί στην προκαταρκτική διερεύνηση των δυνατοτήτων των εξελιγμένων ΑΓΔ για τη μοντελοποίηση ΚΜΕΙ. Από τη μία πλευρά, το μοντέλο αυτό μπορεί να επεκταθεί για να συμπεριλάβει ένα σύνολο νέων εννοιών, οι οποίες θα αναπαριστούν πρόσθετες συνιστώσες που παίζουν σημαντικό ρόλο στην ενεργειακή απόδοση ενός κτιρίου, όπως τα δομικά συστατικά του κτιριακού κελύφους και πιθανά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Από την άλλη πλευρά οι προσθήκες μπορεί να ενισχύουν το μοντέλο με σύνθετες αλληλεπιδράσεις όπως η επίδραση των χρησιμοποιούμενων λυχνιών φωτισμού στις ανάγκες ψύξης. Τέτοιες βελτιώσεις μπορούν να οδηγήσουν σε αύξηση της ακρίβειας του μηχανισμού λήψης σχεδιαστικών αποφάσεων για την υλοποίηση ΚΜΕΙ, αλλά και να καταστήσουν το μοντέλο ΑΓΔ ικανό να χρησιμοποιηθεί για τη διερεύνηση ενός ευρύτατου φάσματος σχεδιαστικών επιλογών, χωρίς να περιορίζεται στις ΑΠΕ. This thesis is placed in the context of efforts to investigate and determine the optimal features and infrastructure required for the implementation of Zero Energy Buildings (ZEBs). The implementation of these buildings faces important challenges such as the impact of climate change, different national and regional development policies and strategies, cost-effective design and effective operational control and scheduling. In particular, at the design stage of ZEBs, holistic design principles that take into account various factors such as local climate conditions and energy requirements, future climate change trends, types of buildings (e.g. homes, industries, offices, etc.), size and construction materials of buildings and available Renewable Energy Sources (RES) are required. However, although all the models and software tools developed are very good at studying, analyzing, and designing parts and/or performance of a building, they are not capable of representing a ZEB through a broader unified mathematical approach that takes into account the whole and complex correlations of the interacting components that make up such a building. Aiming to contribute in addressing the identified inadequacies and challenges, especially in the design phase of these buildings, the thesis studies the application of advanced Fuzzy Cognitive Maps (FCMs) as a mathematical model that takes into account a wide range of factors to describe a ZEB. The main objectives are to create an extensible building information model describing the above factors and their correlations and to use this model to obtain quantified indicators, such as the annual energy balance between energy demand and renewable energy production. The ultimate goal is to facilitate the evaluation of design options related to the integration of specific types and power outputs of RES, in order to realize ZEBs. The first chapter introduces the energy sector by briefly describing its current status, the concept and key features of a ZEB, the scientific problem that the thesis is elaborating on, and the proposed approach to address it. Chapter two provides data on global energy consumption and carbon emissions, as well as on energy consumption of buildings in the US, the European Union (EU) and China. It outlines the main end-uses and prospects of energy savings in buildings, energy consumption per fuel type in buildings, the reasons for investing on energy-efficient buildings, and policies for implementing ZEBs mainly in the EU. The third chapter focuses on state-of-the-art technologies for the successful development of ZEBs. Specifically, it refers to passive energy saving technologies in buildings, energy efficient building service systems and existing renewable energy technologies. The fourth chapter identifies the main challenges the development of ZEBs is facing, as well as the context, objectives and contribution of this thesis. The fifth chapter focuses on FCMs, explaining their meaning and purpose, their theoretical basis, the deficiencies of "classical" theories, and the improvements that have led to the advanced FCMs that are implemented in this thesis. The sixth chapter presents the application of advanced FCMs for modeling the energy aspects of a ΖΕΒ and estimating its energy performance. It describes the process of constructing the FCM model, the algorithm developed for calculating the variables involved in this model and the annual energy balance of the building it represents, as well as the simulation process and results to evaluate the proposed methodology. Finally, the seventh chapter contains the concluding remarks and main observations of the thesis. It also records possible applications and research directions for further future research. Experimental results and related observations have been quite encouraging and show that advanced FCMs are a promising methodology for modeling ZEBs as complex dynamic systems. FCMs can support the acquisition of quantitative indicators to provide valuable information in the design and development of ZEBs, focusing on determining required RES (both in terms of type and power), which will provide sufficient energy production to meet varying energy demand in alternative environmental contexts and building loads. The prospects of expanding the results of the work are many and with many ramifications. The model developed for the purpose of this thesis is relatively simple, as its main goal is to explore the possibilities of advanced fuzzy cognitive maps on a preliminary level. On the one hand, this model can be expanded to include a set of new concepts that will represent additional factors/variables that play an important role in the energy performance of a building, such as building envelope components and possible energy storage systems. On the other hand, additions can enhance the model by taking into account complex interactions such as the effect of LEDs on cooling needs. Such improvements can lead to an increased accuracy in the design decisions’ making mechanism to realize ZEBs, but also make the FCM model capable of exploring a wide range of design options beyond appropriate RES integration. 2020-03-13T20:54:54Z 2020-03-13T20:54:54Z 2020-02 Thesis http://hdl.handle.net/10889/13321 gr 0 application/pdf

Νέοι μέθοδοι για κτίρια μηδενικού ενεργειακού ισοζυγίου με χρήση εξελιγμένων ασαφών γνωστικών δικτύων

Παρόμοια τεκμήρια