Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Ενσωμάτωση καινοτόμων ενεργειακών τεχνολογιών σε κτίρια και γειτονιές

Lygerakis Filippos

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Η παρούσα διατριβή αναπτύσσει και αξιολογεί μια καινοτόμο αρχιτεκτονική βασισμένη σε Γράφους Γνώσης (Knowledge Graph - KG), ενσωματωμένη σε ένα πλαίσιο Ψηφιακού Διδύμου (Digital Twin - DT), σχεδιασμένη για την ενίσχυση των δυνατοτήτων διαχείρισης δεδομένων και γνώσης σε κλίμακα κτιρίου και γειτονιάς. Κίνητρο αποτέλεσαν οι περιορισμοί των παραδοσιακών μεθόδων διαχείρισης δεδομένων, ιδιαίτερα στην αντιμετώπιση αποσπασματικής και δυναμικής αστικής πληροφορίας. Η προτεινόμενη αρχιτεκτονική αξιοποιεί προσαρμοσμένα οντολογικά μοντέλα που θεμελιώνουν διασυνδεδεμένες σχέσεις και ιεραρχικές δομές, επιτρέποντας σημασιολογική διαλειτουργικότητα, συγκειμενοποιημένη συλλογιστική και ενοποίηση στατικών και δυναμικών ροών δεδομένων. Ο βασικός πυρήνας της καινοτομίας έγκειται στην ενσωμάτωση σημασιολογικών Γράφων Γνώσης εντός ενός πλαισίου Ψηφιακού Διδύμου, ώστε να υποστηρίζεται η λήψη αποφάσεων από εμπλεκόμενους φορείς (stakeholders). Σε αντίθεση με τις συμβατικές προσεγγίσεις που δυσκολεύονται να διαχειριστούν ασύνδετα ή μη συμβατά δεδομένα, η αρχιτεκτονική KG-DT προσφέρει ένα δομημένο, μηχανικά αναγνώσιμο μοντέλο για τις διαδικασίες σε επίπεδο κτιρίου και γειτονιάς. Υποστηρίζει την πλήρη συγκειμενοποίηση δεδομένων, προηγμένα ερωτήματα και διαφανή ανάλυση σεναρίων ανακαίνισης. Κεντρικό χαρακτηριστικό αποτελεί η χρήση SPARQL, που επιτρέπει στους χρήστες να εξάγουν πληροφορίες για ιδιότητες υλικών, ενεργειακή απόδοση και αποτελέσματα σεναρίων χωρίς χειροκίνητο φιλτράρισμα ή επανεκτέλεση προσομοιώσεων. Δύο μελέτες περίπτωσης τεκμηριώνουν την πρακτική αποτελεσματικότητα της προσέγγισης. Η πρώτη αφορά την ενσωμάτωση παραφινικών υλικών αλλαγής φάσης (PCM) σε γυψοσανίδες και τσιμεντοσανίδες, συνδυάζοντας πειραματικές μετρήσεις με προσομοιώσεις EnergyPlus. Τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν βελτιωμένη θερμική απόδοση και εξοικονόμηση ενέργειας έως και 22,3% για γυψοσανίδες με υψηλή περιεκτικότητα σε PCM, ειδικά όταν λαμβάνονται υπόψη τα φαινόμενα υστέρησης. Η δεύτερη μελέτη περιλάμβανε αξιολογήσεις Κόστους Κύκλου Ζωής (LCC) και Περιβαλλοντικού Αποτυπώματος Κύκλου Ζωής (LCA) για 17 σενάρια εγκατάστασης φωτοβολταϊκών και μπαταριών σε πανεπιστημιακή πανεπιστημιούπολη. Το βέλτιστο σενάριο, με διπλής όψεως φωτοβολταϊκά πάνελ και αποθήκευση ενέργειας σε μπαταρίες ιόντων λιθίου υπό στρατηγική αυτοκατανάλωσης, πέτυχε την βέλτιστη ισορροπία μεταξύ οικονομικής αποδοτικότητας και περιβαλλοντικής επίδοσης. Και στις δύο περιπτώσεις χρησιμοποιήθηκαν προσαρμοσμένες οντολογίες: ένα ελαφρύ, υλικοκεντρικό μοντέλο για το Leaf House και μια επεκτάσιμη, αρθρωτή δομή βασισμένη στα Brick και SAREF για την περίπτωση της πανεπιστημιούπολης του Πολυτεχνείου Κρήτης (TUC). Ο KG εμπλουτίστηκε με πειραματικά δεδομένα, αποτελέσματα προσομοιώσεων, μεταδεδομένα αισθητήρων και βασικούς δείκτες απόδοσης (KPIs). Συνολικά, το KG-DT πλαίσιο παρέχει ένα επεκτάσιμο και σημασιολογικά εναρμονισμένο σύστημα υποστήριξης αποφάσεων, επιτρέποντας διαφανή, τεκμηριωμένο σχεδιασμό για βιώσιμες ανακαινίσεις γειτονιών και εφαρμογές σε μελλοντικές έξυπνες πόλεις.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες