Green roof systems as an option for residential buildings in Novi Sad (Serbia)

Abstract

Die Senkung des Energiebedarfs von Wohngebäuden ist häufig Gegenstand von Forschungarbeiten. Die Gebäudehülle - Wände und Dach - haben einen wesentlichen Einfluss auf der Berechnung der Energieeffizienz eines Gebäudes. In dieser Diplomarbeit wurde die Problematik von Flachdächern in Novi Sad, Serbien untersucht. Typische Wohngebäude, in zwei unterschiedlichen vorgefertigten Bauweisen, wurden ausgewählt und mittels thermischer Simulation analysiert. Die Leistung der Gebäudemodelle wurden im aktuellen Bauzustand und mit unterschiedlichen Sanierungsszenarien simuliert, die gewonnenen Ergebnisse im Anschluss beurteilt und verglichen. Ziel der Arbeit war, die Annahme zu überprüfen, dass ein Gründach-System bessere Ergebnisse im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen bei der Sanierung von Flachdächern erzielt. Um die Leistung von Gründächern zu evaluieren wurden zwei weitere Dachtypen untersucht: In einem Szenario wurde die Annahme getroffen, dass das Dach mit konventionellen Materialien gedämmt und saniert wurde. Zusätzlich wurden Kühllast und Überhitzung auch am Beispiel eines -Cool Roofs- untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass Gründächer das Potenzial haben, die thermische Leistungsfähigkeit eines Gebäudes zu verbessern, obwohl es keine wesentliche Unterschiede zwischen den erhaltenen Ergebnissen mit Gründach und konventionell saniertem Dach gab. Trotzdem sollte hierbei berücksichtigt werden, dass Gründächer noch andere positive Einflüsse und Synergieeffekte für die Bewohner, das Gebäude und den urbanen Raum bewirken können.

Reduction of energy demand in residential buildings is an issue of permanent research interest. Every building component has a role in the energy performance of a whole building, especially the building envelope - walls and roof. The problem related to flat roofs in Novi Sad, Serbia is recognized and will be addressed in this thesis. Typical residential buildings built in two prefabricated systems were selected and analyzed using a simulation tool - EnergyPlus. Models were simulated in the original and post refurbishment state, followed by an evaluation and comparison of obtained results. The aim of the thesis was to verify the assumption that the green roof system can be a better measure for the refurbishment of flat roofs in Novi Sad in terms of energy efficiency, as well as in the sense of architecture, than currently offered options. In the interest of obtaining unbiased, applicable and comparable results of green roof performance, another two roof types were additionally simulated. These are a refurbished roof with new thermal insulation, that was analyzed for both heating and cooling performance, and a white roof without insulation, that was analyzed only for its cooling performance. Furthermore, the performance of a green roof depending on the building type was analyzed. Final results showed that green roofs have the potential for improving a building's thermal performance, although there was no substantial difference between results obtained in a case of green and refurbished roof. However, other advantages of a green roof, that were outlined in the thesis, can outweigh in its favour when choosing the option for retrofit.