Βιοκλιματικός Σχεδιασμός και Προσομοίωση

Περιληπτικός Οδηγός συγγραφής Μαθησιακών Αποτελεσμάτων:

Το μάθημα περιλαμβάνει τεχνολογίες και πρακτικές βιοκλιματικού σχεδιασμού ανοιχτών χώρων για τον σχεδιασμό τους και την αναβάθμισή τους. Στόχος είναι η εκμάθηση ενός υπολογιστικού εργαλείου για τον σχεδιασμό εξωτερικών χώρων, τον υπολογισμό παραμέτρων αστικού μικροκλίματος και συνθηκών άνεσης, καθώς και την ενεργειακή μελέτη τους. Με χρήση του υπολογιστικού εργαλείου εκπονείται η εξαμηνιαία εργασία. Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα έχει:

• κατανοήσει τη σημασία των μοντέλων προσομοίωσης στον βιοκλιματικό σχεδιασμό υπαίθριων χώρων
• κατανοήσει τις τεχνικές και πρακτικές ενεργειακής αναβάθμισης υπαίθριων χώρων
• κατανοήσει τον τρόπο επίδρασης υπαίθριων χώρων στο αστικό περιβάλλον
• εξοικειωθεί με εργαλεία προσομοίωσης υπαίθριων χώρων
• εξοικειωθεί με την πρόβλεψη ενεργειακών παραμέτρων υπαίθριων χώρων με χρήση υπολογιστικών εργαλείων
• αποκτήσει την ικανότητα χρήσης μοντέλων υπαίθριων χώρων
• αποκτήσει την ικανότητα εξαγωγής δεδομένων προσομοίωσης και ανάλυσης δεδομένων προσομοίωσης με χρήση επιστημονικών λογισμικών
• αποκτήσει την ικανότητα ανάλυσης των αποτελεσμάτων λογισμικού προσομοίωσης, διεξαγωγής συμπερασμάτων και τεκμηρίωσης βιοκλιματικής πρότασης σχεδιασμού ανοικτών χώρων

Περιεχόμενο Μαθήματος:
1. Μελέτη φυσικών φαινομένων και εννοιών για την περιγραφή του θερμικού περιβάλλοντος (Φαινόμενα αγωγής – συναγωγής – ακτινοβολίας στο αστικό περιβάλλον, μεταφορά θερμότητας και μάζας στα κτίρια, θερμική συμπεριφορά δομημένου περιβάλλοντος).
2. Θερμική αλληλεπίδραση των κτιρίων και των οικισμών με το περιβάλλον.
3. Θεωρία προσομοίωσης κτιρίων και οικισμών, λογισμικά θερμικής προσομοίωσης των ενεργειακών ροών και φαινομένων μεταφοράς στο αστικό περιβάλλον.
4. Βασικές αρχές και κατηγορίες υπολογιστικών μοντέλων προσομοίωσης.
5. Μελέτη στοιχείων προσομοιώσεων για βιοκλιματικό σχεδιασμό και ανάπλαση. Αστικό μικροκλίμα και μελέτη των φαινομένων της αστικής θερμικής νησίδας και αστικής χαράδρας. Επίδραση της αστικής μορφολογίας και των υπαίθριων χώρων στη διαμόρφωση των συνθηκών αστικού περιβάλλοντος (θερμικοί, αισθητικοί, πολεοδομικοί, κοινωνικοί παράγοντες).
6. Δυνατότητες αναβάθμισης περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών υπαίθριων χώρων (υλικά, χώροι πρασίνου, υδάτινα στοιχεία, στοιχεία σκιασμού, έλεγχος ανεμοροής). Χρήση προσομοιωτικών μοντέλων και παραδείγματα εφαρμογών βιοκλιματικών αναπλάσεων.
7. Παρουσίαση εφαρμογών και παραδειγμάτων μοντέλων προσομοίωσης (π.χ. από ENVI-Met, Ray-Man, ANSYS-CFD, κα).
8. Περιγραφή και ανάλυση της διαδικασίας προσομοίωσης με χρήση λογισμικού και παρουσίαση παραδειγμάτων.
9. Εκπαίδευση σε λογισμικό προσομοίωσης με παράδειγμα βιοκλιματικού σχεδιασμού.
10. Εκπαίδευση σε λογισμικό προσομοίωσης με παράδειγμα βιοκλιματικού σχεδιασμού.
11. Σχεδιασμός και προσομοίωση βιοκλιματικής ανάπλασης επιλεγμένου υπαίθριου χώρου.
12. Σχεδιασμός και προσομοίωση βιοκλιματικής ανάπλασης επιλεγμένου υπαίθριου χώρου.
13. Εξαγωγή αποτελεσμάτων μοντέλου προσομοίωσης, ανάλυση και διεξαγωγή συμπερασμάτων.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία:

• Santamouris M., Kolokotsa D. (Eds) (2015) Urban Climate Mitigation Techniques, Taylor and Francis.
• Santamouris M. and D. Asimakopoulos, (Eds) (1996), Passive Cooling of Buildings, Earthscan.
• Clarke J, (2012), Energy Simulation in Building Design (2nd Edition), Taylor and Francis.
• Athienitis A., O’Brien (Eds), (2015), Modelling, Design, and Optimization of Net-Zero Energy Buildings, Wiley
• Περιβαλλοντικός σχεδιασμός- Συνθήκες άνεσης και μικροκλίμα σε υπαίθριους αστικούς χώρους, Κοσμόπουλος Π., Μιχαλοπούλου Κ., 2017, Θες/νίκη, University Studio Press.
• Βιοκλιματικός Σχεδιασμός: Περιβάλλον & Βιωσιμότητα, Χρονάκη Ε., 2006, Θεσ/νίκη: University Studio Press.
• Παπαμανώλης, Ν., 2015. Δομική φυσική και αρχές περιβαλλοντικού σχεδιασμού κτιρίων. [ηλεκτρ. βιβλ.] Αθήνα:Σύνδεσμος Ελληνικών Ακαδημαϊκών Βιβλιοθηκών. Διαθέσιμο στο: (http://hdl.handle.net/11419/5407)(www.kallipos.gr).
• Σιόλας, Ά., Βάσση, Α., Βλαστός, Θ., Κυριακίδης, Χ., Σίτη, Μ., Μπακογιάννης, Ε. 2015. Πολεοδομικός Σχεδιασμός και Περιβάλλον. [Κεφάλαιο Συγγράμματος]. Στο Σιόλας, Ά., Βάσση, Α., Βλαστός, Θ., Κυριακίδης, Χ., Σίτη, Μ., Μπακογιάννης, Ε. 2015. Μέθοδοι, εφαρμογές και εργαλεία πολεοδομικού σχεδιασμού. [ηλεκτρ. βιβλ.] Αθήνα: Σύνδεσμος Ελληνικών Ακαδημαϊκών Βιβλιοθηκών. κεφ 8. Διαθέσιμο στο (http://hdl.handle.net/11419/5416) (www.kallipos.gr).
• Urban Microclimate, Designing the Spaces Between Buildings, Ereel E., Pearlmutter D., Williamson T., 2011, London, Earthscan.