5o Πανελλήνιο Συνέδριο / Οκτωβρίου Αθήνα

Transcript

1 Δήμητρα Μαντά Τσαγγούρη Κατερίνα Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Αγρονόμων Τοπογράφων Μηχανικών

2 I. Ενεργειακή Κατανάλωση Καταναλώσεις κτηριακός τομέας II. 3D Modelling 3D μοντέλα πόλης III. 3D Ενεργειακά Μοντέλα Πόλης Προσομοίωση της κατανάλωσης των κτηρίων σε επίπεδο πόλης

3 I. Ενεργειακή Κατανάλωση Κτηρίων Καταμερισμός της συνολικής ενέργειας στην ΕΕ Κτήρια 44% Γεωργία 2% Μεταφορές 33% Βιομηχανία 21% Κτηριακός Τομέας στην Ελλάδα: Καταμερισμός των εκπομπών CO 2 στην ΕΕ 34% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας Γεωργία 12% Μεταφορές 25% Κτήρια 43% 43% εκπομπών CO 2 Βιομηχανία 20%

4 I. Εξοικονόμηση Ενέργειας στα Κτήρια ΠΡΑΣΙΝΑ ΚΤΗΡΙΑ Χρήση Βιώσιμων υλικών και τεχνικών κατασκευής Χρήση Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας Εξασφάλιση ισορροπίας μεταξύ του δομημένου και του βιώσιμου περιβάλλοντος ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΑ ΚΤΗΡΙΑ Εκμετάλλευση των χαρακτηριστικών της περιοχής(προσανατολισμός) Σεβασμός στο υπάρχον τοπίο Εκμετάλλευση της ηλιακής ακτινοβολίας

5 I. Εξοικονόμηση Ενέργειας στα Κτήρια Παθητικά Κτήρια Κατασκευαστική Ιδέα, εύκολα εφαρμόσιμη από όλους Καλή μόνωση στο κέλυφος του κτηρίου Χρήση συστήματος εξαερισμού για καθαρό αέρα Λογικό Κόστος Κατασκευής Πράσινο, Βιοκλιματικο, Παθητικό

6 I. Εξοικονόμηση Ενέργειας στα Κτήρια Νομοθεσία Πρότυπα Εργαλεία Κ.Εν.Α.Κ (ν.3661/2008, εναρμόνιση με Κοιν. Οδηγία 91/2002/ΕΚ) Βελτιστοποίηση της ενεργειακής απόδοσης του κτηρίου Μείωση Κατανάλωσης Προστασία του Περιβάλλοντος

7 I. Εξοικονόμηση Ενέργειας στα Κτήρια ΤΕΕ K.Εν.Α.Κ Λογισμικό (παράμετροι)

8 II. 3D Μοντελοποίηση Πόλης Η 3D μοντελοποίηση πόλης είναι μια διαδικασία για την ανάπτυξη τρισδιάστατης αναπαράστασης των αστικών οντοτήτων και φαινομένων Παραμετρική μοντελοποίηση (Procedural modeling) : πιο διαδεδομένη μέθοδος για την ανάπτυξη 3D μοντέλων πόλης

9 II. 3D Μοντελοποίηση Πόλης Δημιουργός ESRI R&D Center Zurich Χρήση CGA grammars Ανάπτυξη λεπτομερών 3D μοντέλων πόλης Χρήση 2D δεδομένων, χαρακτηριστικών τους και κανόνων παραμετροποίησης Δημιουργός Google Ευκολία στη χρήση Ομαδοποίηση αντικειμένων με κοινά χαρακτηριστικά Εξάγει αρχεία σύμφωνα με πρότυπο του BIM

10 II. 3D Μοντελοποίηση Πόλης Μοντέλο δεδομένων και μορφή ανταλλαγής για 3D μοντέλα πόλης Ανάπτυξη της εικονικής πόλης σύμφωνα με τη σημασιολογία, γεωμετρία, τοπολογία και εμφάνιση Χρήση του GML 3 application schema (XML based) Περιλαμβάνει ποικιλία από θεματικές ενότητες Παρέχει απεικόνιση του μοντέλου σε 5 επίπεδα λεπτομέρειας( LoDs) Παρέχει σημασιολογική και γεωμετρική συνοχή

11 II. Τρισδιάστατα μοντέλα πόλης Μπαθ, Γεωργία West End, Λονδίνο Πάτρα, Ελλάδα Αγ.Βαρβάρα, Ελλάδα

12 III. Τριδιάστατα ενεργειακά μοντέλα πόλης 3D City Model Ενεργειακές πληροφορίες 3D Geodatabase Στόχος : Μείωση εκπομπών CO2 κατά 40% μέχρι 2020 Γεωγραφική Αναπαράσταση : Ενεργειακή κατανάλωση κτιρίου και δυνατότητες εξοικονόμησης ενέργειας Βασισμένο : CityGML πρότυπο Περιοχή μελέτης: κτήρια στην πόλη του Βερολίνου (LoD2) Ενεργειακή κατανάλωση : μέσω αλγόριθμου

13 IV. Μελέτη Εφαρμογής Ανάπτυξη δύο σημασιολογικών κτιριακών μοντέλων σε διαφορετικά LoD, με ενσωμάτωση ενεργειακών πληροφοριών σύμφωνα με το πρότυπο CityGML : i) Επίπεδο οικοδομικού τετραγώνου - LoD1 ii) Επίπεδο κτιρίου - LoD3 ΠΗΓΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ Α.Ε Πολεοδομία Δήμου Bing Maps Επί τόπου επίσκεψη ΛΟΓΙΣΜΙΚΑ ArcGIS SketchUp Pro Κ.Εν.Α.Κ FME 3DCityDatabase

14 IV. Μελέτη Εφαρμογής Ανάπτυξη τρισδιάστατου μοντέλου Μεθοδολογία Υπολογισμός Ενεργειακής Κατανάλωσης Ενσωμάτωση των ενεργειακών πληροφοριών στο τρισδιάστατο μοντέλο Διαχείριση 3D CityDatabase Οπτικοποίηση στο Google Earth

15 Πληροφορίες για τα λογισμικά Δεδομένα εισόδου : Κέλυφος κτιρίου (προσανατολισμός, εμβαδόν διαφανών και αδιαφανων επιφανειών, συντελεστης θερμοπερατότητας κλπ), HVAC συστήματα (συστήματα θέρμανσης, air conditioning, ζεστό νερό χρήσης κλπ.) Δεδομένα εξόδου : Ενεργειακή κατανάλωση για ψύξη και θέρμανση, ΖΝΧ, ενεργειακή κατάταξη, εκπομπές CO2 Λογισμικό μετατροπής και ενσωμάτωσης δεδομένων με στόχο την σύνδεση εφαρμογών μέσω μετασχηματισμών325+ formats) Δυνατότητα οργάνωσης δεδομένων σύμφωνα με το CityGML standard χρησιμοποιώντας κατάλληλους μετατροπείς 3D Γεωβάση ανοιχτού κώδικα για αποθήκευση και διαχείριση μοντέλων CityGML 3D City DB Importer/ Exporter εργαλείο για εισαγωγή και εξαγωγή αρχείων gml σε μορφή kml Δυνατότητα διαδραστικής/ φιλικής προς τον χρήστη απεικόνιση μέσω pop-up balloons

16 IV. Μελέτη Εφαρμογής i) Ανάπτυξη 3D ενεργειακού μοντέλου σε επίπεδο Ο.Τ 1 Ορθοφωτογραφίες ArcGIS Αποτυπώματα (shp) 2 Ενεργειακά Δεδομένα KEnAK Ενεργειακή Κατανάλωση 3 shp FME gml 4 gml 3D CB kml 5 kml Google Earth Οπτικοποίση

17 IV. Μελέτη Εφαρμογής ii) Ανάπτυξη 3D ενεργειακού μοντέλου σε επίπεδο κτιρίου 1 Σχέδια κτιρίου SketchUp Pro 3D Κτιριακό Μοντέλο (skp) 2 Ενεργειακά δεδομένα KEnAK Ενεργειακή Κατανάλωση 2i Εφαρμογή (3) σεναρίων εξοικονόμησης ενέργειας: Ι) Αντικατάσταση των λάμπων φθορισμού με led panels II) Προσθήκη μόνωσης στην οροφή με διογκωμένη πολυστερίνη+ led panels III) Εγκατάσταση συστημάτων inverter + led panels

18 IV. Μελέτη Εφαρμογής ii) Ανάπτυξη 3D ενεργειακού μοντέλου σε επίπεδο κτιρίου 3 skp FME gml 4 gml 3D CB kml 5 kml Google Earth Οπτικοποίηση

19 IV. Μελέτη Εφαρμογής 5o Πανελλήνιο Συνέδριο / Οκτωβρίου

20 IV. Μελέτη Εφαρμογής Γενικά Συνεισφορά στην ενεργειακή αποδοτικότητα των κτιρίων, στα πλαίσια της προστασίας του περιβάλλοντος Αυτοματοποιημένος και ακριβής υπολογισμός ενεργειακών δεδομένων μέσω του λογισμικού Κ.Εν.Α.Κ. Το πρότυπο CityGML ανταποκρίνεται στις ανάγκες της εργασίας Οικ. Τετραγώνου Κτιρίου Λήψη παραδοχών, για τον υπολογισμό της ενεργειακής κατανάλωσης, λόγω έλλειψης ενεργειακών δεδομένων Επιτυχής μετασχηματισμός των shp αρχείων σε gml μέσω του FME, λόγω της σημασιολογικής πλευράς τους. Ακριβής υπολογισμός των ενεργειακών πληροφοριών του κτιρίου, λόγω της ακρίβειας των δεδομένων εισόδου Δυσκολία μετασχηματισμού των skp αρχείων σε gml, λόγω της αμιγούς σχεδιαστικής φύσης και της έλλειψης σημασιολογικής πλευράς του λογισμικού Προβλήματα στην γεωαναφορά των gml αρχείων

21 Η δημιουργία τρισδιάστατων μοντέλων με ενσωματωμένες ενεργειακές πληροφορίες επιτρέπει την άμεση γνώσης της κατάστασης κάθε κτιρίου, τη δυνατότητα εξαγωγής μαζικών συμπερασμάτων και την εφαρμογή πολιτικών εξυγίανσης μεγάλης κλίμακας (ενεργειακός και περιβαλλοντικός σχεδιασμός) Τα τρισδιάστατα ενεργειακά μοντέλα πόλης, έχουν την δυνατότητα να συνδεθούν με την βάση δεδομένων του Κτηματολογίου και να υπάρξει αλληλεπίδραση. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί προσθέτοντας ένα κοινό πεδίο στις δύο βάσεις δεδομένων (Cadastral ID) Η ανάπτυξη ενός 3D Κτηματολογίου επιτρέπει την ενσωμάτωση και των δύο βάσεων δεδομένων σε μια πολυεπίπεδη, σωστά οργανωμένη, παρέχοντας λύσεις για προβλήματα πόλης

22