Examining the benefits and barriers for the implementation of net zero energy settlements

Mavrigiannaki, A.; Pignatta, Gloria; Assimakopoulos, Margarita-Niki; Isaac, Mushinzimana; Gupta, Rajat; Kolokotsa, Dionysia; Laskari, Marina; Saliari, M.; Meir, Isaac A.; Isaac, Shabtai

doi:10.1016/j.enbuild.2020.110564

Cited by 41 publications

(18 citation statements)

References 40 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…Some of the known factors that have been found to impede the achievements of NZEB are Building size, building use, and building height. [31] Figure 1: Indira Paryavaran Bhavan Source: [31] ZERO -PLUS ZERO -PLUS is a comprehensive, cost -effective approach for the design, construction, and monitoring of NZE settlements [7]. The ZERO -PLUS project's primary aim is to reduce the cost of achieving NZE requirements by implementing the NZE concept at a settlement scale.…”

Section: Case -Studymentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Energy-saving Solutions for Net Zero Energy Buildings

2022

JPCE

View full text Add to dashboard Cite

The world energydemandsandCO 2 emissionsare and have been growing rapidly since 'n' number of years, it is estimated that they could increase by 65% and 70% respectively in the next 25years [1], with this in mind, the buildings sector is still responsible for around 40% of the energy use at a global scale, which contributes with about 36% of CO 2 emissions [1]. For this reason, the NZEBs are crucial and are attained by applying energy conservation and efficiency measures and with the help of incorporating renewable energy systems. [2] Most applicable and widely used renewable energy supply at building scale are those utilizing nonprogrammable renewable sources (NPRS), large scale NZEBs discussion into existing power grids, originally thought of and designed to deal only with unidirectional power flows, can impact the grids operation and stability. Globally the building sector accounts for more electricity use than any other sector, 42 per cent. With increasing urbanization, the number and size of buildings in urban areas will increase resulting in an increased demand for electricity and other forms of energy commonly used in buildings. [3]In the building sector there is a high degree of regulation for maintaining quality of the structure.

show abstract

Section: Case -Studymentioning

confidence: 99%

“…The Design phase comprises of planning of the settlement and the designing of the buildings. With the help of simulation tools, energy generation and consumption projections are produced first at the building level, and then at the settlement level to define the energy performance, considering a certain set of candidate technologies [7].…”

Section: ) Designmentioning

confidence: 99%

Energy-saving Solutions for Net Zero Energy Buildings

2022

JPCE

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The proposed framework presupposes close collaboration among the partners throughout the process. This type of collaboration is inherent to the IDP and is expected for the design and construction of net-zero energy settlements [44].…”

Section: Involved Expertsmentioning

confidence: 99%

Measurement and Verification of Zero Energy Settlements: Lessons Learned from Four Pilot Cases in Europe

et al. 2020

View full text Add to dashboard Cite

Measurement and verification (M&V) has become necessary for ensuring intended design performance. Currently, M&V procedures and calculation methods exist for the assessment of Energy Conservation Measures (ECM) for existing buildings, with a focus on reliable baseline model creation and savings estimation, as well as for reducing the computation time, uncertainties, and M&V costs. There is limited application of rigorous M&V procedures in the design, delivery and operation of low/zero energy dwellings and settlements. In the present paper, M&V for four pilot net-zero energy settlements has been designed and implemented. The M&V has been planned, incorporating guidance from existing protocols, linked to the project development phases, and populated with lessons learned through implementation. The resulting framework demonstrates that M&V is not strictly linked to the operational phase of a project but is rather an integral part of the project management and development. Under this scope, M&V is an integrated, iterative process that is accompanied by quality control in every step. Quality control is a significant component of the M&V, and the proposed quality control procedures can support the preparation and implementation of automated M&V. The proposed framework can be useful to project managers for integrating M&V into the project management and development process and explicitly aligning it with the rest of the design and construction procedures.

show abstract

“…The involvement of multiple actors and their alignment towards a common goal has been highlighted in the literature as a challenge of the energy master planning [39]. In fact, it has been one of the challenges and a learning curve during the implementation of the case study that is discussed herein, as analysed in section 4 [200].…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…One step further, occupant/citizen engagement and awareness are critical for their acceptance of shared technologies and energy community schemes and consequently for the planning and uptake of zero energy neighbourhoods [37,200,201] especially in view of the raise of the future smart and clean energy communities [202], [203].…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Integrated and smart design for buildings and communities

Μαυριγιαννάκη¹

View full text Add to dashboard Cite

Η ιδέα της μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης βρίσκεται στο επίκεντρο των στόχων για εξοικονόμηση ενέργειας και μείωση εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στο δομημένο περιβάλλον. Η διεύρυνση εφαρμογής της ιδέας πέρα από την κλίμακα του κτηρίου δύναται να ξεπεράσει τους περιορισμούς που έχουν μεμονωμένα κτήρια στην επίτευξη μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης και σχετίζονται με τη χρήση, το μέγεθος, τη διαθεσιμότητα επιτόπιας ανανεώσιμης ενέργειας και το κόστος.Ο σχεδιασμός κτηρίων υπόκειται μια μεταβολή αντίληψης με την εμφάνιση της έννοιας του Ολοκληρωμένου Σχεδιασμού. Ο Ολοκληρωμένος Σχεδιασμός προϋποθέτει τη συμμετοχή πολλών και ποικίλων ειδικοτήτων από την αρχή του έργου και επίσης ακολουθεί πορεία ανατροφοδότησης ανάμεσα στα στάδια εξέλιξής του. Για το σχεδιασμό και τη λειτουργία κτηρίων και κοινοτήτων μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης, η μέτρηση και επαλήθευση της ενεργειακής τους συμπεριφοράς αναγνωρίζεται ως κρίσιμη διαδικασία. Ως αποτέλεσμα, πληθώρα δεδομένων γίνονται διαθέσιμα μέσω μετρητών και αισθητήρων που διαμορφώνουν ένα διασυνδεδεμένο δίκτυο γνώσης. Ο συνδυασμός της γνώσης που προσφέρουν τα δεδομένα με τη δύναμη της τεχνητής νοημοσύνης, οδηγεί στη δημιουργία του έξυπνου δομημένου περιβάλλοντος.Στην τρέχουσα βιβλιογραφία, οι κοινότητες μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης προσεγγίζονται κυρίως θεωρητικά και απουσιάζει η εμπειρία εφαρμοσμένων περιπτώσεων. Η παρούσα εργασία συμβάλλει παρουσιάζοντας την ολοκληρωμένη προσέγγιση που έχει εφαρμοστεί σε τέσσερις πιλοτικές γειτονιές μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης, καθώς και τα διδάγματα της εφαρμογής. Η εμπειρία που αποκτήθηκε από την ολοκληρωμένη προσέγγιση στο σχεδιασμό, κατασκευή και μέτρηση των πιλοτικών γειτονιών ανέδειξε δύο κύρια ζητήματα: 1) Εξωτερικά εμπόδια που προκύπτουν από τον αστικό σχεδιασμό και τη νομοθεσία και 2) τις προκλήσεις διαχείρισης και ενσωμάτωσης των προσδοκιών και των απαιτήσεων των μελών της ομάδας.Για να ξεπεραστούν αυτά τα εμπόδια διασφαλίζοντας παράλληλα τα οφέλη της προσέγγισης, η διαχείριση τέτοιων έργων πρέπει να επικεντρωθεί εξαρχής στην καθιέρωση μιας δομής διαχείρισης έργου που θα διασφαλίζει το συντονισμό και την ενσωμάτωση όλων των ενδιαφερόμενων μελών. Η χρήση ενός τυποποιημένου πρωτοκόλλου συνεργασίας που υιοθετείται από το προκαταρκτικό στάδιο σχεδιασμού, μπορεί να διευκολύνει μελλοντικά έργα. Επιπλέον, χρειάζεται η επικαιροποίηση της νομοθεσίας και των κανονισμών προς τη διευκόλυνση της υλοποίησης έργων που αφορούν κοινότητες μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης.Προς το παρόν, είναι περιορισμένη η εφαρμογή ενδελεχών διαδικασιών μέτρησης και επαλήθευσης κατά το σχεδιασμό, την παράδοση και τη λειτουργία κατοικιών και κοινοτήτων μηδενικής ενέργειας. Εστιάζοντας στο πλαίσιο μέτρησης και επαλήθευσης που έχει σχεδιαστεί και εφαρμοστεί στις τέσσερις πιλοτικές γειτονιές, έχει ενσωματώσει οδηγίες από τα υπάρχοντα πρωτόκολλα, συνδέεται με τις φάσεις ανάπτυξης του έργου και συμπληρώνεται με τα διδάγματα που αντλήθηκαν μέσω της εφαρμογής. Το τελικό πλαίσιο καταδεικνύει ότι η μέτρηση και επαλήθευση δεν συνδέονται αυστηρά με τη φάση λειτουργίας του έργου αλλά αποτελούν αναπόσπαστο μέρος της διαχείρισης και ανάπτυξης του έργου, συνοδευόμενο από έλεγχο ποιότητας σε κάθε βήμα. Το προτεινόμενο πλαίσιο μπορεί να είναι χρήσιμο για τους Υπεύθυνους Διαχείρισης έργων για την ενσωμάτωση των διαδικασιών μέτρησης και επαλήθευσης στη διαχείριση του έργου καθώς και την εναρμόνιση των διαδικασιών με τα στάδια ανάπτυξης του έργου σε μια ολοκληρωμένη διαδικασία σχεδιασμού και εκτέλεσης έργου.Τα δεδομένα μετρηθείσας ενεργειακής απόδοσης που έχουν ληφθεί από το πρώτο έτος μέτρησης και επαλήθευσης μιας πιλοτικής γειτονιάς μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης δείχνουν ότι οι έχουν επιτευχθεί οι στόχοι για παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας τουλάχιστον 50 kWh/m2/έτος σε επίπεδο γειτονιάς και μέγιστο 20 kWh/m2/έτος καθαρής ρυθμιζόμενης κατανάλωσης ενέργειας σε επίπεδο κτηρίου. Αυτά τα αποτελέσματα έχουν προκύψει μέσω μιας ολοκληρωμένης προσέγγισης για το σχεδιασμό, την κατασκευή και την παρακολούθηση της γειτονιάς, με κόστος επένδυσης 24% χαμηλότερο από το κόστος επένδυσης για ένα μεμονωμένο κτίριο μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης παρόμοιας απόδοσης. Ωστόσο, έχει εντοπιστεί και μια μη αμελητέα απόκλιση απόδοσης που προκαλείται από τους κατοίκους. Εξετάζοντας τη συνολική κατανάλωση και την παραγωγή των φωτοβολταϊκών της πιλοτικής γειτονιάς, τους πρώτους πέντε μήνες παρακολούθησης έχει επιτευχθεί θετική ισορροπία. Συνολικά, η γειτονιά έχει επιτύχει ένα θετικό ενεργειακό ισοζύγιο σε ετήσια βάση για τις ρυθμιζόμενες ενεργειακές της ανάγκες. Οι τεχνολογίες παραγωγής ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι απαραίτητες για τις κοινότητες μηδενικής ενέργειας, αλλά συχνά η παραγωγή δεν συμβαδίζει με τη ζήτηση. Η πρόβλεψη επιτρέπει το σχεδιασμό και την εφαρμογή προγραμμάτων διαχείρισης ανάλογα με την αναμενόμενη παραγωγή, βοηθώντας έτσι στην αποτελεσματικότερη και έξυπνη λειτουργία. Η ανάπτυξη τεχνητών νευρωνικών δικτύων έχει αποδειχθεί αποτελεσματική για την πρόβλεψη της παραγωγής 24 ώρες μπροστά.Κοινό σημείο αναφοράς για όλα τα θέματα είναι ο ρόλος των χρηστών. Οι χρήστες χρειάζεται να συμμετέχουν ως ενδιαφερόμενα μέρη σε μια ολοκληρωμένη διαδικασία σχεδιασμού και παράδοσης έργου. Η κατανόηση των αναγκών, των προσδοκιών και της συμπεριφοράς τους είναι ουσιαστικής σημασίας για τον αποτελεσματικό σχεδιασμό, αξιολόγηση και διαχείριση μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης και έξυπνων κτηρίων ή κοινοτήτων.

show abstract

Examining the benefits and barriers for the implementation of net zero energy settlements

Cited by 41 publications

References 40 publications

Energy-saving Solutions for Net Zero Energy Buildings

Energy-saving Solutions for Net Zero Energy Buildings

Measurement and Verification of Zero Energy Settlements: Lessons Learned from Four Pilot Cases in Europe

Integrated and smart design for buildings and communities

Contact Info

Product

Resources

About