Εργαστήριο Μετάδοσης Θερμότητας - ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙ

Mεθοδολογικές Προσεγγίσεις:

1.  Θεωρητική προσέγγιση του Φυσικού.Αντικειμένου
   • Ισοζύγιο ενέργειας στο φυσικό μοντέλο του παθητικού στοιχείου.
   • Ισοζύγιο ενέργειας στο φυσικό μοντέλο του παθητικού στοιχείου.
   • Αριθμητική προσομοίωση της μεταβατικής ροής θερμικών φορτίων σε ηλιαζόμενη και σκιασμένη περιοχή
   • Πρόβλεψη της περιοδικής μεταβολής του ισοζυγίου ενέργειας
2. Πειραματική προσέγγιση του Φυσικού.Αντικειμένου :
   • Δημιουργία πειραματικού μοντέλου του παθητικού στοιχείου.
   • Ανάπτυξη υποδομής, υλικών και μεθόδων μετρήσεων.
   • Μετρήσεις. Αξιολόγηση της επίδρασης της σκίασης με φυτά στο  ισοζύγιο ενέργειας πειραματικού οικίσκου.
      

Με βάση το φυσικό μοντέλο του παθητικού στοιχείου και τις θεωρητικές προσεγγίσεις οριοθετήθηκαν:

1. O σχεδιασμός και η δημιουργία της πειραματικής υποδομής (Παθητικό στοιχείο, εξοπλισμός και όγκος μετρήσεων).
2. Διενέργεια μετρήσεων.

Η πειραματική διάταξη έπρεπε να ικανοποιεί δύο κύριους στόχους:

1. Πειραματική αξιολόγηση της συνεισφοράς των φυτών στην μείωση του ανεπιθύμητου ηλιακού φορτίου.
2. Ικανότητα σύγκρισης και αξιολόγησης των θεωρητικών προβλέψεων με τις πειραματικές προσεγγίσεις.

Πειραματική Υποδομή

 Τα πειράματα έγιναν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού με σταθερές καιρικές συνθήκες και ψηλές θερμοκρασίες.

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΣ ΟΙΚΙΣΚΟΣ	ΠΑΘΗΤΙΚΟ ΗΛΙΑΚΟ ΣΤΟΙΧΕΙΟ

Εξοπλισμός

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΣΚΙΑΣΗΣ

Η μείωση του ηλιακού φορτίου που προκαλούν τα φυτά προσδιορίζεται σε βαθμοώρες [dh], με ολοκλήρωση της επιφάνειας που περικλείνεται από τις δύο θερμοκρασίες στη διάρκεια του ηλιασμού.
Κατά την πρώτη μέρα προέκυψαν 105,44dh. Υπολογίζοντας τον μέσο συντελεστή μεταφοράς, προέκυψε η θερμότητα που απέκοψαν τα φυτά στη διάρκεια της ημέρας σε 2,1 [kWh/m²].

Συνολικά το τριήμερο, η φυσική σκίαση μείωσε το ηλιακό θερμικό φορτίο του θαλάμου κατά 5,85 kWh/m² σκιασμένης επιφάνειας. Η διαπίστωση αυτή αποτελεί απόδειξη της εξαιρετικής συνεισφοράς των φυτών ως  παθητικά στοιχεία.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Συνεισφορά των θεωρητικών προσεγγίσεων

Αξιολογήθηκε η αξιοπιστία των μοντέλων προσομοίωσης της επίδρασης ηλιακών ενεργειακών παραμέτρων σε επιφάνειες με τυχαία κλίση και προσανατολισμό. Ειδικότερα:

•  Προσπίπτοντα ηλιακά και αισθητά θερμικά κέρδη μετατρέπονται άνετα σε αύξηση της θερμοκρασίας στην επιφάνεια υποδοχής.
•  Η ροή θερμικών φορτίων (ακτινοβολίας, μεταφοράς, αγωγιμότητας), σε δομικά στοιχεία προσδιορίζεται με μια αξιόπιστη και αποδοτική διαδικασία.
•  Η πρόβλέψη της διαμόρφωσης του ενεργειακού ισοζυγίου γίνεται σε πραγματικές συνθήκες και χρόνο.

Συνεισφορά των πειραματικών προσεγγίσεων

• Δημιουργήθηκαν με επιτυχία το μοντέλο και η πειραματική υποδομή παθητικού ηλιακού στοιχείου φυσικής σκίασης.
• Αξιολογήθηκε πειραματικά η επίδραση της σκίασης των φυτών στο ισοζύγιο ενέργειας του οικίσκου.
• Αποδείχθηκε ότι η φυσική σκίαση αποτελεί ένα εξαιρετικό μέτρο παθητικής ηλιακής προστασίας αλλά και αισθητικής εναρμόνισης σε κτίρια.
• Τέλος, η αμοιβαία συμφωνία πειραματικών αποτελεσμάτων και θεωρητικών προβλέψεων επιβεβαίωσε την αξιοπιστία της εφαρμογής μοντέλων προσομοίωσης στην αξιολόγηση της ενεργειακής συμπεριφοράς δομικών στοιχείων παθητικών και μη.