BEnClac: Γενικά

 

Το πρόγραμμα BEnCalc είναι το πρώτο Κυπριακό λογισμικό για τη βελτιστοποίηση και Κατασκευή Κτιρίων Χαμηλής Ενέργειας (ΚΧΕ) στην Κύπρο και έχει αναπτυχθεί από την AuDeSy στα πλαίσια του ερευνητικού έργου ‘ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΒΑΣΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΚΤΙΡΙΩΝ ΧΑΜΗΛΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΗΝ ΚΥΠΡΟ’. Το πρόγραμμα προσομοιώνει χρονικά, κάτι που είναι αναγκαίο για ΚΧΕ, τη δυναμική συμπεριφορά του κτιρίου μέσα σε ένα εξωτερικά και εσωτερικά μεταβαλλόμενο περιβάλλον.

 

Για την επαλήθευση του λογισμικού έγιναν μετρήσεις σε διαθέσιμα υπάρχοντα κτίρια χαμηλής ενέργειας και έγινε σύγκριση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων με τα προσομοιώματα των κτιρίων με το λογισμικό. Επίσης έγινε επαλήθευση του λογισμικού με την μέθοδο Bestest.

 

Το πρόγραμμα αποτελείτε από δύο μέρη:

1. Λογισμικό για τον υπολογισμό των απαιτήσεων σε θέρμανση και ψύξη.

Το Λογισμικό BEnCalc το οποίο αναπτύχθηκε στα πλαίσια του ερευνητικού έργου προσομοιώνει χρονικά, κάτι που είναι αναγκαίο για ΚΧΕ, τη δυναμική συμπεριφορά του κτιρίου μέσα σε ένα εξωτερικά και εσωτερικά μεταβαλλόμενο περιβάλλον.Επίσης, υπολογίζει τη θερμοκρασιακή συμπεριφορά του κτιρίου (δυναμικό φαινόμενο), σε σχέση με την επίδραση της μεταβαλλόμενης εξωτερικής θερμοκρασίας και ακτινοβολίας κατά τη διάρκεια ημέρας και νύχτας, την εσωτερική θερμοκρασία του κτιρίου με βάση τα διάφορα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά του, όπως προστασία από ακτινοβολία, μόνωση, θερμική μάζα και άλλους παράγοντες που είναι καθοριστικοί για τις ενεργειακές ανάγκες τον χειμώνα, αλλά και το καλοκαίρι.

Δεδομένα εισόδου

· Γεωμετρικά Χαρακτηριστικά του κτιρίου.

· Δομικά Στοιχεία με δυνατότητα τριών θέσεων για τοποθέτηση της μόνωσης εσωτερικά, εξωτερικά και ενδιάμεσα.

· Εσωτερική Μάζα σαν ποσοστό των επιφανειών του εξωτερικού κελύφους.

· Ανοίγματα ορίζοντας τον συντελεστής θερμοπερατότητας και το ποσοστό ακτινοβολίας που διέρχεται από τα ανοίγματα ανά προσανατολισμό.

· Ακτινοβολία και ηλιακό κέδρος ορίζοντας σκίαση από γειτονικά κτίρια και απορροφητικότητα των τοίχων.

· Θέρμανση και κλιματισμός δίνονται οι ακραίες θερμοκρασίες σχεδιασμού για τον υπολογισμό της ισχύος του συστήματος θέρμανσης και ψύξης, ορίζεται το ωράριο λειτουργίας της θέρμανσης/ψύξης με δυνατότητα καθορισμού διακεκομμένη λειτουργία καθώς επίσης ορίζονται οι θερμοκρασίες θερμοκρασιακής άνεσης των χρηστών.

· Αερισμός με δυνατότητα να δοθούν δύο διαφορετικές τιμές για τον αερισμό κατά τη διάρκεια του 24ώρου, καθώς και το ωράριο εφαρμογής αυτών (π.χ. διαφορετικός αερισμός κατά τη διάρκεια της ημέρας και της νύκτας).

· Διακύμανση της εξωτερικής θερμοκρασίας η οποία Ορίζεται ανά προσανατολισμό (ΒΑΝΔ) αν το κέλυφος είναι σε επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον (και ακολουθείται η διακύμανση της θερμοκρασίας του) ή αν είναι σε επαφή με γειτονικό κτίριο, οπότε η θερμοκρασία είναι σταθερή, ή ακολουθεί τη διακύμανση της εξωτερικής θερμοκρασίας με κάποιο ΔΤ (π.χ. Pilotis). Αυτό είναι πολύ σημαντικό διότι με αυτόν τον τρόπο, υπάρχει η δυνατότητα το κτίριο να διαιρεθεί σε θερμικές ζώνες!

Αποτελέσματα

Ανάλογα με τις πιο πάνω παραμέτρους και τις επιλογές του χρήστη, το λογισμικό δίνει σε διαγράμματα την χρονική διακύμανση της θερμοκρασίας στις τέσσερεις πλευρές του κελύφους (Βόρεια, Νότια, Ανατολική και Δυτική), στην οροφή και στο πάτωμα.

2. Βάση Δεδομένων για Κτίρια Χαμηλής Ενέργειας

Η Βάση Δεδομένων λειτουργεί σε περιβάλλον MICROSOFT EXCEL καθιστώντας την έτσι ιδιαίτερα φιλική στο χρήστη, αφού υπάρχει μεγάλη εξοικείωση με το συγκεκριμένο λογισμικό, αλλά και λόγω των πολλαπλών δυνατοτήτων του όπως αναζήτησης, φιλτραρίσματος και ταξινόμησης.

Η Βάση Δεδομένων αποτελείτε από την:

  • Βάση Οικοδομικών Υλικών και Κουφωμάτων και

  • Βάση Συστημάτων Θέρμανσης και Κλιματισμού, Σκίασης και Ελέγχου

δίδοντας στο χρήστη τη δυνατότητα να επιλέξει ένα συνολικό «πακέτο λύσης» για το Κτίριο που μελετά, ώστε εκείνο να αποτελέσει Κτίριο Χαμηλής Ενέργειας (ΚΧΕ).

 

Η ΒΔ για τα Οικοδομικά Υλικά περιλαμβάνει όλα τα διαθέσιμα δομικά υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή του κελύφους ενός ΚΧΕ:

• Υλικά για την κατασκευή του φέροντα Οργανισμού (Οπλισμένο Σκυρόδεμα, Μεταλλική Κατασκευή, Ξύλινος Σκελετός)

• Υλικά για την κατασκευή των Τοίχων Πλήρωσης (Θερμομονωτικά Τούβλα, Κεραμικά Τούβλα)

• Μονωτικά Υλικά (Πετροβάμβακας)

• Υλικά Υγρομόνωσης• Υλικά για την κατασκευή στεγών (κεραμίδια, μεμβράνες, σκελετός, OSB)Υλικά για την κατασκευή δαπέδων (ελαφροσκυρόδεμα, screed, πλακάκια)

• Υλικά επιχρισμάτων (κοινός σοβάς, αφυγραντικός σοβάς, θερμομονωτικός σοβάς)

• Υλικά Ξηρής Δόμησης (Τσιμεντοσανίδες, Γυψοσανίδες, Ψευδοροφές)

• Συστήματα Επενδύσεως Όψεων

• Εξειδικευμένα Συστήματα και Τεχνολογίες (Συστήματα Θερμοπρόσοψης, Συστήματα ICF -INSULATED CONCRETE FORMS, Συστήματα Οπλισμένης Τοιχοποιίας)

• Ανακλαστικές Βαφές

Η διαχείριση της Βάσης Δεδομένων γίνεται σε τρία βήματα:

 

1o Βήμα:

Τα οικοδομικά υλικά αυτά τα οποία σε πλήθος ξεπερνούν τις 350 εγγραφές έχουν καταχωρηθεί στο φύλλο εργασίας του Excel με την ονομασία «ΛΙΣΤΑ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ». Εκεί αναφέρεται η Εμπορική τους Ονομασία, μία σύντομη περιγραφή τους και έχουν κατηγοριοποιηθεί σε Ομάδες όπως Φέρων Οργανισμός, Τοιχοποιία Πλήρωσης, Επιχρίσματα, Μονωτικά Υλικά, Υγρομόνωση, κ.λ.π και ανάλογα με την εφαρμογή τους σε κατακόρυφο κέλυφος, επικαλύψεις, κ.λ.π.

 

Αναφέρονται τα τεχνικά τους χαρακτηριστικά όπως τα διαθέσιμα πάχη (cm), ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας «λ» (W/mK), η πυκνότητα «ρ» (Kg/m3), η ειδική θερμική αγωγιμότητα «Cp» (kJ/(kgK)).

 

Αναφέρονται τα εμπορικά τους στοιχεία όπως CE MARK, προμηθευτές υλικού και τα ενημερωτικά φυλλάδια σε μορφή pdf ή με link στην ιστοσελίδα του προμηθευτή όπως και στοιχεία σχετικά με την Εμπειρία Εφαρμογής στην Κύπρο.

 

Αναφέρονται τα κοστολογικά τους στοιχεία η Μονάδα μέτρησης, το Κόστος του Υλικού, το Κόστος Τοποθέτησης, το Συνολικό Κόστος ενώ υπάρχει η δυνατότητα για το χρήστη να εισάγει το συντελεστή «ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ» π.χ. στην περίπτωση που λαμβάνει εκπτώσεις, εξατομικεύοντας έτσι τη ΒΔ για προσωπική χρήση, ώστε να προκύπτει η Τελική Τιμή.

 

2o Βήμα:

Ένα 2ο βήμα στη δημιουργία της ΒΔ αποτέλεσε η σύνθεση ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ με τη χρήση των επιμέρους δομικών υλικών που καταχωρήθηκαν στην καρτέλα «ΛΙΣΤΑ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ». Αυτό έγινε για να μπορεί ο μελετητής να εξερευνήσει διάφορες τεχνολογικές προτάσεις οργανωμένες σε «κατασκευασμένους» τοίχους/δώματα/κολώνες, κ.λ.π. αφού τον μελετητή ενδιαφέρει το ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ και τα ΣΥΝΟΛΙΚΑ ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ που έχει π.χ. ένας τοίχος πλήρωσης.

 

Αναπτύχθηκε μέσα στη ΒΔ το εργαλείο ΚΑΡΤΕΛΑ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΤΟΙΧΕΙΟΥ με την οποία ο χρήστης συνθέτει το δομικό στοιχείο καταχωρώντας απλά την εμπορική ονομασία των επιμέρους δομικών υλικών που το συνθέτουν, ενώ η ΒΔ αντλεί αυτόματα τα τεχνικά και οικονομικά τους στοιχεία και υπολογίζει αυτόματα για το δομικό στοιχείο, το συνολικό πάχος, τον ολικό συντελεστή θερμοπερατότητας, την αποτελεσματική θερμοχωρητικότητα και το κόστος ανά μονάδα μέτρησης (π.χ. m2).

 

Στα πλαίσια του ερευνητικού έργου δημιουργήθηκαν πάνω από 220 έτοιμα δομικά στοιχεία με διαφορετικά πάχη, υλικά και τεχνολογίες μόνωσης, ώστε να υπάρχει για το χρήστη μία πλούσια δεξαμενή άντλησης έτοιμων κατασκευαστικών λύσεων για το κέλυφος του κτιρίου.Παράλληλα ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να συνθέσει και ένα νέο δομικό στοιχείο δικής του επιλογής με το εργαλείο ΚΑΡΤΕΛΑ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΤΟΙΧΕΙΟΥ.

 

3o Βήμα:

Για να μπορέσει ο χρήστης να αποκτήσει εποπτεία και δυνατότητα ανάλυσης και σύγκρισης των διαφορετικών δομικών στοιχείων που εμπεριέχονται στη ΒΔ και ιδιαίτερα των τεχνικών και οικονομικών τους χαρακτηριστικών, δημιουργήθηκε η καρτέλα «ΛΙΣΤΑ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ», όπου αναφέρεται για το κάθε δομικό στοιχείο τα ακόλουθα:

 

  • Αριθμός μητρώου

  • Θέση που εφαρμόζεται, αν π.χ. αποτελεί στοιχείο του οριζόντιου ή του κατακόρυφου κελύφους.

  • Περιγραφή.

  • Χρήση (Φέρων Οργανισμός/Τοιχοποιία Πλήρωσης/Επικάλυψη)Τεχνικά χαρακτηριστικά (πάχος, ολικός συντελεστής θερμοπερατότητας, αποτελεσματική θερμοχωρητικότητα).

  • Κόστος.

  • Και αν η συγκεκριμένη τεχνοτροπία εξαλείφει ή όχι τις θερμογέφυρες στην κατασκευή.

 

Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να εφαρμόσει σε κάθε στήλη (πάχος, συντελεστής θερμοπερατότητας, αποτελεσματική θερμοχωρητικότητα, κόστος, κ.λ.π.) φίλτρα, αλλά να κάνει και συνδυασμό φίλτρων. Επίσης έχει τη δυνατότητα να ταξινομήσει τα αποτελέσματα κατά αύξουσα ή φθίνουσα σειρά.

 

Η ΒΔ για τα συστήματα ΘέρμανσηςΚλιματισμός, Σκίαση και Συστήματα Ελέγχου περιλαμβάνει όλα τα διαθέσιμα συστήματα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα ΚΧΕ. Για κάθε στοιχείο π.χ. κλιματιστικό, Λέβητας, θερμαντικό σώμα κλπ δίνονται τα ακόλουθα:

 

  • Γενικά στοιχεία.

  • Τεχνικά Χαρακτηριστικά.

  • Οικονομικά στοιχεία.

  • Πληροφοριακό υλικό. 

  • Οδηγίες εφαρμογής και Παραδείγματα.

Η βάση δίνει δυνατότητες εύρεσης απαντήσεων από προκαθορισμένες λίστες απαντήσεων. Επίσης στην κατηγορία Οικονομικά Στοιχεία, υπάρχουν κελιά με αυτοματοποιημένες εντολές υπολογισμού ανάλογα με τα στοιχεία που καταχωρούνται. Τέλος υπάρχει η δυνατότητα ταξινόμησης των αποτελεσμάτων χρησιμοποιώντας διάφορα κριτήρια.