Institutional Repository of the Technical University of Crete
Not a member yet
19304 research outputs found
Sort by
ARCHITECTURE AND REAL ESTATE The effect of space design in property market
No full textΠερίληψη: Η παρούσα εργασία ερευνά τη σύνθετη σχέση μεταξύ της αγοράς ακινήτων (Real Estate) και της αρχιτεκτονικής, εξετάζοντας τις αλληλεπιδράσεις τους στο οικονομικό, κοινωνικό και αισθητικό πεδίο. Αρχικά, ορίζεται η έννοια του Real Estate ως οικονομική δραστηριότητα και αναλύονται οι κοινωνικές της επιπτώσεις, ενώ η αρχιτεκτονική παρουσιάζεται ως επιστήμη, τέχνη αλλά και μέσο κοινωνικού μετασχηματισμού. Η εργασία εστιάζει σε θεωρητικές προσεγγίσεις που αναδεικνύουν την αρχιτεκτονική ως προστιθέμενη αξία στα ακίνητα, από τη μορφή και την εμπειρία έως τη μνήμη και την ταυτότητα.Στη συνέχεια, αναλύονται πολεοδομικές και αρχιτεκτονικές στρατηγικές που επηρεάζουν την ανάπτυξη της κτηματαγοράς, μέσα από το πρίσμα θεσμών, επαγγελματιών και διεθνών παραδειγμάτων. Έμφαση δίνεται στον σχεδιασμό ως μέσο αστικής αναγέννησης, με αναφορές σε ιστορικά παραδείγματα κοινωνικής κατοικίας και στη σύγχρονη δυναμική του gentrification. Η εργασία εξετάζει ακόμη την αισθητική, οικολογική και ιστορική ποιότητα ως εμπορικά πλεονεκτήματα, συσχετίζοντάς τα με τις αγορές της τέχνης και της μόδας.Τα εμβληματικά έργα αρχιτεκτονικής αναλύονται ως παράγοντες κοινωνικής αλλαγής και εργαλεία αστικού branding. Τέλος, παρουσιάζονται οι νέες τάσεις, όπως τα έξυπνα κτίρια αλλά και οι τάσεις στον κοινωνικό σχεδιασμό, όπως η συμμετοχικότητα και η έμφαση στην ηθική διάσταση. Στα συμπεράσματα, συνοψίζονται τα βασικά ευρήματα, αξιολογούνται οι επιπτώσεις του σχεδιασμού στο Real Estate και διατυπώνονται προβληματισμοί για τις μελλοντικές εξελίξεις στα δύο πεδία.Presented on
Study of pilot sludge treatment wetlands under varying loads, with/without plants, installed in the field and in a greenhouse
No full textΠερίληψη: Στην παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε αναλυτική και συγκριτική μελέτη φυτεμένων, αφύτευτων και εντός θερμοκηπίου τεχνητών υγροβιότοπων αφυδάτωσης ιλύος (ΤΥΑΙ) υπό διαφορετικές φορτίσεις δευτεροβάθμιας λυματολάσπης. Το πείραμα, είναι σε λειτουργία ήδη ένα χρόνο (από τον Μάιο του 2023) και περιλαμβάνει 6 δεξαμενές τεχνητών υγροβιότοπων κατακόρυφης ροής, τοποθετημένες στον υπαίθριο χώρο της Εγκατάστασης Επεξεργασίας Λυμάτων Χανίων (ΕΕΛΧ). Περιληπτικά, οι πρώτες δύο μονάδες ήταν χωρίς βλάστηση (Control), οι επόμενες δύο μονάδες είχαν φυτευτεί με Phragmites Australis και οι δύο τελευταίες μονάδες είχαν φυτευτεί με Phragmites Australis, έχοντας όμως τοποθετηθεί εντός θερμοκηπίου. Όλες οι παραπάνω δεξαμενές είχαν τον ίδιο όγκο 1 m3 και το πληρωτικό υλικό που επιλέχθηκε είναι το χαλίκι σε ποικίλες κοκκομετρίες (κροκάλες μέχρι και ψιλό χαλίκι). Οι δεξαμενές δεχόντουσαν φόρτιση λυματολάσπης ανάλογα με τον ρυθμό φόρτισης που της αντιστοιχούσε, παράλληλα η συχνότητα φόρτισης οριζόταν από τον εξεταζόμενο κύκλο φόρτισης και τις παραμέτρους του (προηγούμενες μετρήσεις, θερμοκρασία περιβάλλοντος, ποσοστό υγρασίας στην υπολειμματική ιλύ κ.α.). Το πείραμα για την παρούσα εργασία διήρκησε 7 μήνες, από τον Μάιο μέχρι τον Δεκέμβριο του 2024. Δειγματοληψίες και αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν στην αφυδατωμένη υπολειμματική ιλύ, στα διασταλάγματα κάθε δεξαμενής καθώς και στην βιομάζα. Εξετάστηκαν διάφορες παράμετροι στην υπολειμματική ιλύ, τα διασταλάγματα (BOD5, COD, TSS, NH4+-H, NO3--N, TP, PO43-P, EC, pH), και την αφυδατωμένη υπολειμματική ιλύ (ολικά στερεά (TS), η απόδοση αφυδάτωσης, ο όγκος της υπολειμματικής ιλύος, πτητικά στερεά ως προς τα ολικά στερεά (VS) καθώς μέταλλα και μεταλλοειδή). Η ανάλυση και τα αποτελέσματα επικεντρώνονται στην διεργασία της αφυδάτωσης και την υπολειμματική ιλύ. Ο όγκος της υπολειμματικής ιλύος στο εσωτερικό των μονάδων στο τέλος του πειράματος κυμαίνεται από 15L-170L. Τα ποσοστά μείωσης του όγκου ιλύος κυμαίνονται από 95,8%-99,6%. Το εύρος περιεχομένων σε ολικά στερεά ήταν 19,1%-32,5%. Ενώ το μέσο περιεχόμενο των VS ήταν 74,5%-78,2%. Οι δεξαμενές εκτός θερμοκηπίου και με την βιομάζα καθώς και η δεξαμενή χαμηλής φόρτισης εντός θερμοκηπίου παρατηρήθηκαν οι πιο αποτελεσματικές δεξαμενές ως προς την απομάκρυνση της υγρασίας από την υπολειμματική ιλύ.Summarization: In this thesis, an analytical and comparative study of planted, unplanted and greenhouse-based artificial sludge dewatering wetlands under different secondary sewage sludge loadings was carried out. The experiment has been in operation for one year already (since May 2023) and includes 6 vertical flow artificial wetland tanks, located in the outdoor area of Chania Wastewater Treatment Plant (CWTP). In summary, the first two units were without vegetation (Control), the next two units were planted with Phragmites Australis and the last two units were planted with Phragmites Australis, but were placed in a greenhouse. All of the above tanks had the same dimensions of 1 m3 and the filling material chosen was gravel in various granulometry (pebbles to fine gravel). The tanks were loaded with sewage sludge according to the corresponding loading rate, while the loading frequency was determined by the loading cycle under consideration and its parameters (previous measurements, ambient temperature, percentage of moisture in the residual sludge, etc.). The experiment lasted 7 months, from May to December 2024. Sampling and analysis were carried out on the dewatered residual sludge, the sediments of each tank as well as on the biomass for a measurement in November. The following were examined: BOD5, COD, TSS, NH4+-H, NO3--N, TP, PO43-P, EC, pH, also for the dewatered residual sludge on the surface of the tanks the total solids (TS) were examined, dewatering efficiency, residual sludge volume, volatile solids to total solids (VS) as well as metals and metalloids. The analysis and results focus on the dehydration process and the residual sludge. The volume of residual sludge inside the units at the end of the experiment ranges from 15L-170L. The sludge volume reduction rates range from 95.8%-99.6%. The range of total solids contents was 19.1%-32.5%. While the average VS content was 74.5%-78.2%. The tanks outside the greenhouse and with the biomass as well as the low-load tank inside the greenhouse were observed to be the most effective tanks in terms of removing moisture from the residual sludge
Dimensional tolerances in mechanical assemblies
No full textΠερίληψη: Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η σχεδίαση συναρμολογούμενων μηχανολογικών διατάξεων και των ανοχών των επιμέρους εξαρτημάτων τους. Θα σχεδιαστούν με τη χρήση του λογισμικού Autodesk Inventor τα μηχανολογικά εξαρτήματα και στα αντίστοιχα μηχανολογικά σχέδια θα τοποθετηθούν ανοχές διαστάσεων. Τέλος θα μελετηθεί η κινηματική των συναρμολογημένων διατάξεων ώστε να αποτελέσουν εκπαιδευτικό υλικό.Summarization: In this thesis, the design of assembled mechanical systems and the tolerances of their individual components are studied. Mechanical components will be designed using the Autodesk Inventor software, and dimensional tolerances will be applied to the corresponding mechanical drawings. The kinematics of the assembled systems will be analyzed to serve as educational material
Folegandros: Tracing the spatial imprint of tourism on the traditional core of Chora
No full textΠερίληψη: Η εργασία εξετάζει τον παραδοσιακό οικισμό της Χώρας της Φολεγάνδρου, σχολιάζοντας τις πολεοδομικές και αρχιτεκτονικές μεταβολές που προκύπτουν από την αυξανόμενη τουριστική δραστηριότητα των τελευταίων χρόνων. Η ανάλυση συνδυάζει ποιοτικά δεδομένα, όπως ιστορικά αρχεία, θεσμικά κείμενα προστασίας και χαρτογραφικό και φωτογραφικό υλικό. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στον τρόπο ανάπτυξης του οικισμού πριν την έντονη άνθιση του τουρισμού και πως αυτός εμφανίζεται πλέον σε κάθε πτυχή του οικισμού. Η εργασία επιχειρεί να θέσει ερωτήματα σχετικά με τη διαχείριση της πολιτιστικής κληρονομιάς και την εφαρμογή βιώσιμων στρατηγικών, που θα επιτρέψουν τη διατήρηση της ταυτότητας του τόπου χωρίς να αναστέλλεται η σύγχρονη τουριστική ανάπτυξη. Η επιλογή του θέματος σχετίζεται τόσο με την αυξανόμενη πίεση που ασκείται στους παραδοσιακούς οικισμούς των Κυκλάδων από τον τουρισμό, όσο και με την προσωπική σύνδεση της ερευνήτριας με τον τόπο, γεγονός που ενίσχυσε την παρατηρητικότητα και την ευαισθησία κατά την αποτύπωση των τοπικών ιδιαιτεροτήτων.Summarization: The project investigates the traditional settlement of Chora in Folegandros, focusing on the urban and architectural transformations resulting from the island’s increasing touristic activity in recent years. The analysis combines qualitative data, such as historical archives, institutional protection frameworks, and cartographic and photographic material. Particular emphasis is placed on the evolution of the settlement prior to the onset of mass tourism and how tourism is now embedded in every aspect of the built environment. The work aims to raise questions regarding the management of cultural heritage and the implementation of sustainable strategies that could safeguard the identity of the settlement without obstructing contemporary touristic development. The choice of topic is linked both to the growing pressure faced by traditional Cycladic settlements due to tourism, and to the researcher’s personal connection to the island — a factor that has heightened observational sensitivity and awareness of its local particularities.Presented on
Sustainability assessment of multi-use offshore farm in the context of industrial symbiosis
No full textΔιπλωματική εργασία που υποβλήθηκε στη σχολή ΧηΜηπερ του Πολ. Κρήτης για την πλήρωση προϋποθέσεων λήψης πτυχίου.Περίληψη: Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τη δυνατότητα ενσωμάτωσης μιας Υπεράκτιας Καλλιέργειας Μυδιών στην επιφάνεια ενός Υπεράκτιου Αιολικού Πάρκου στην Περιοχή της Ιεράπετρας στα πλαίσια της βιομηχανικής συμβίωσης με στόχο τη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Πραγματοποιείται επιπλέον, σύγκριση της παραγωγής μυδιών με την παραγωγή χοιρινού καθώς και οι δύο τροφές είναι υψηλής διατροφικής αξίας. Το βασικό πρόβλημα που αναλύεται είναι η ανάγκη για βιώσιμες λύσεις στη διαχείριση φυσικών πόρων και εκπομπών ρύπων, ιδίως σε παράκτιες περιοχές όπου συνυπάρχουν διάφορες παραγωγικές δραστηριότητες.
Ως μεθοδολογική προσέγγιση, χρησιμοποιήθηκε η Ανάλυση Κύκλου Ζωής βάσει των προδιαγραφών ISO 14040 και ISO 14044 με στόχο τη σύγκριση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων μεταξύ παραγωγής χοιρινού και καλλιέργειας μυδιών. Η λειτουργική μονάδα που ορίστηκε ήταν 1 kg μυδιών σε βάρος συγκομιδής και για την παραγωγή χοιρινού το 1 kg συσκευασμένου χοιρινού. Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις υπολογίστηκαν με τη χρήση του προγράμματος Simapro όπου τα δεδομένα αντλήθηκαν από βάσεις δεδομένων όπως η Ecoinvent. Η εκτίμηση επιπτώσεων πραγματοποιήθηκε με τη χρήση των μεθοδολογιών ReCiPe 2016 , εστιάζοντας σε δείκτες όπως, οι εκπομπές CO₂ και ο θαλάσσιος ευτροφισμός.
Τα αποτελέσματα ανέδειξαν την καλλιέργεια μυδιών ως μία σημαντικά πιο βιώσιμη επιλογή. Οι εκπομπές CO₂ ήταν μειωμένες κατά 86% σε σύγκριση με την παραγωγή χοιρινού, ενώ τα μύδια συνέβαλλαν στη μείωση του θαλάσσιου ευτροφισμού, λειτουργώντας ως φυσικά φίλτρα. Η μελέτη αποδεικνύει πως η υιοθέτηση μοντέλων βιομηχανικής συμβίωσης, όπως η συνεγκατάσταση Υπεράκτιου Αιολικού Πάρκου με καλλιέργεια μυδιών, μπορεί να αποτελέσει λύση για τη βιώσιμη ανάπτυξη καθώς οι εκπομπές CO2 μειώθηκαν έως και 30%, όταν το ποσοστό των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας έφτασε το 100% και το κόστος ενεργειακής κατανάλωσης μειώθηκε στην αντίστοιχη περίπτωση κατά 60%.Summarization: The present thesis examines the possibility of integrating an Offshore Mussel Farm on the surface of an Offshore Wind Farm in the area of Ierapetra in the context of industrial symbiosis in order to reduce the environmental impact. A further comparison between mussel production and pork production is made as both foods are of high nutritional value. The main problem analyzed is the need for sustainable solutions in the management of natural resources and pollutant emissions, especially in coastal areas where various productive activities coexist.
As a methodological approach, Life Cycle Analysis based on ISO 14040 and ISO 14044 was used to compare the environmental impacts between pork production and mussel cultivation. The functional unit defined was 1 kg of mussels at harvest weight and for pork production 1 kg of packaged pork. The environmental impacts were calculated using the Simapro program where data were extracted from databases such as Ecoinvent. The impact assessment was carried out using the ReCiPe 2016 methodologies, focusing on indicators such as CO₂ emissions and marine eutrophication.
The results showed mussel cultivation as a significantly more sustainable option. CO₂ emissions were reduced by 86% compared to pork production, and the mussels contributed to reducing marine eutrophication by acting as natural filters. The study demonstrates that the adoption of industrial symbiosis models, such as co-location of OWF with mussel cultivation, can be a solution for sustainable development as CO2 emissions were reduced by up to 32% when the percentage of renewable energy reached 100% and energy consumption costs were reduced by 60% in the corresponding case
Spatial communications between arts and housing in Halepa, Chania
No full textΗ παρούσα διπλωματική εργασία με τίτλο > πραγματεύεται το σχεδιασμό ενός συγκροτήματος καλλιτεχνικής δημιουργίας που συνομιλεί με το χώρο σε δύο κλίμακες. Την κλίμακα της κατοικίας και την κλίμακα της πόλης. Πιο συγκεκριμένα είναι η δημιουργία ενός συγκροτήματος, που θα συνεισφέρει στην ενίσχυση της καλλιτεχνικής δημιουργίας και συνεργασίας των καλλιτεχνών και των έργων τους με την πόλη.
Κύρια συνθετική αρχή είναι η δημιουργία τριών ζωνών με διαβάθμιση του διαλόγου της καλλιτεχνικής δημιουργίας ανά κλίμακα. Σε σχέση με την πόλη (εκθεσιακοί χώροι στην πλατεία), σε σχέση με τους άλλους καλλιτέχνες (συνεργασία τους στον κοινό χώρο εργαστηρίου) και σε σχέση με τον ίδιο τον καλλιτέχνη (δημιουργία στο προσωπικό του ατελιέ)Περίληψη: Η διπλωματική εργασία πραγματεύεται το ζήτημα της συνύπαρξης κατοικίας και καλλιτεχνικής δημιουργίας, με τη δημιουργία κατοικιών-ατελιέ για καλλιτέχνες. Επιπλέον το ζήτημα της συνεργασίας μεταξύ των καλλιτεχνών απασχολεί την εν λόγω μελέτη, παρέχοντας την ευκολία συνεργασίας είτε στα προσωπικά ατελιέ είτε στον κοινό εργαστήριο-χώρο έκθεσης, που τοποθετείται στην μεγάλη πλατεία, η οποία προβλέπεται στον σχεδιασμό και αποτελεί το σημείο σύνδεσης της κοινότητας των καλλιτεχνών με την πόλη. Η πλατεία χωρίζεται σε τρεις διαβαθμίσεις και φιλοξενεί την κύρια έκθεση, την προσωρινή έκθεση και χώρο υπαίθριων εκθέσεων και άλλων δρώμενων. Το σύνολο των δομών είναι ενταγμένο με σεβασμό στο φυσικό τοπίο με την υιοθέτηση διατάξεων που εισάγουν την έννοια της τάξης σε ένα φυσικό τοπίο, που εξ' ορισμού χαρακτηρίζεται από αταξία.Summarization: The diploma thesis concerns the design of a residential complex with atelier for artists.
The design also includes an exhibition space for a permanent exhibition, a space for temporary exhibitions and squares for their expansion. The choice of the design space is interesting, which is located between two natural streams and has a panoramic view of the city of Chania, the port and the sea
Προσδιορισμός της προσροφητικής ικανότητας μπεντονιτών με τις μεθόδους της κεραμικής πλάκας και του κυανού του μεθυλενίου
No full textΠερίληψη: Ο μπεντονίτης αποτελεί ένα αργιλικό πέτρωμα με υψηλή ειδική επιφάνεια, μεγάλη ικανότητα διόγκωσης και έντονη προσροφητική συμπεριφορά, ιδιότητες που αποδίδονται κυρίως στην παρουσία σμεκτιτικών φάσεων, όπως ο μοντμοριλλονίτης. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν ο προσδιορισμός της ορυκτολογικής σύστασης και της προσροφητικής ικανότητας 24 δειγμάτων μπεντονίτη, με σκοπό τη συσχέτιση της συμπεριφοράς τους με την παρουσία και το είδος του σμεκτίτη.
Η ορυκτολογική σύσταση των δειγμάτων μελετήθηκε με περιθλασιμετρία ακτίνων Χ (XRD) και ημι-ποσοτική ανάλυση μέσω του λογισμικού EVA DiffracPlus, ενώ η ποσοτική εκτίμηση των φάσεων έγινε με χρήση της μεθόδου Rietveld στο λογισμικό AutoQuan. Οι προσροφητικές ιδιότητες εξετάστηκαν μέσω δύο ανεξάρτητων πειραματικών τεχνικών: της μεθόδου κεραμικής πλάκας (plate test), για την εκτίμηση της ικανότητας προσρόφησης νερού, και της μεθόδου του κυανού του μεθυλενίου (MBT), για την εκτίμηση της ικανότητας ανταλλαγής κατιόντων (CEC).
Τα δείγματα διαφοροποιούνταν ως προς την προέλευσή τους και την προηγούμενη επεξεργασία. Έξι (6) δείγματα υπέστησαν πλήρη ενεργοποίηση με προσθήκη 4% Na₂CO₃, ενώ τα υπόλοιπα δέκα (10) εξετάστηκαν ως μερικώς ενεργοποιημένα. Οι τιμές προσροφητικότητας που προέκυψαν από τη μέθοδο της κεραμικής πλάκας συσχετίστηκαν με τα ποσοστά του σμεκτίτη, επιβεβαιώνοντας τη θετική σχέση μεταξύ υψηλής περιεκτικότητας σε νατριούχο σμεκτίτη και αυξημένης ικανότητας προσρόφησης νερού. Παράλληλα, τα αποτελέσματα της μεθόδου MBT έδειξαν ότι τα ενεργοποιημένα δείγματα παρουσίασαν υψηλότερες τιμές προσροφημένου κυανού του μεθυλενίου.
Η παρούσα εργασία ανέδειξε τη στενή συσχέτιση μεταξύ της ορυκτολογικής σύστασης, της κατιονανταλλακτικής ικανότητας και της προσροφητικής συμπεριφοράς των μπεντονιτικών υλικών, ενισχύοντας την κατανόηση της λειτουργικότητάς τους και των δυνατοτήτων βελτίωσης μέσω ενεργοποίησης. Τα ευρήματα της μελέτης μπορούν να αξιοποιηθούν σε βιομηχανικές και περιβαλλοντικές εφαρμογές που απαιτούν υλικά με υψηλή ικανότητα προσρόφησης.Summarization: Bentonite is a clay-rich material with significant swelling and adsorption capacity, mainly attributed to its high smectite content. Smectite, which can be either sodium- or calciumrich, plays a critical role in determining the physicochemical behavior of bentonite. The objective of the present Diploma Thesis is to investigate and evaluate the mineralogical composition and the adsorption capacity for water and methylene blue of 24 bentonite samples from various sources.
Initially, the samples were analyzed mineralogically using X-ray diffraction (XRD),
followed by qualitative and semi-quantitative assessment using EVA DiffracPlus
software. Quantitative mineralogical analysis was carried out via Rietveld refinement using AutoQuan, enabling precise determination of smectite content and other mineral phases.
Water adsorption capacity was evaluated through the porous ceramic plate method (Plate Test), while the cation exchange capacity (CEC) was estimated using the Methylene Blue Test (MBT). Six of the studied samples underwent full activation by the addition of 4% Na₂CO₃, whereas the remaining samples were partially activated by addition of deionized water.
The results revealed a strong positive correlation between the smectite content and water adsorption efficiency. Sodium-rich and activated samples demonstrated higher values in both water and dye adsorption, while calcium-based and non-activated samples showed lower performance. The study confirmed the significant influence of mineralogical composition and activation on the adsorptive behavior of bentonite samples, contributing to a deeper understanding of their functionality in industrial and environmental applications
Reuse of Papidaki raisin factory and activation of public space
No full textΠερίληψη: H εργασία αποσκοπεί στην επανάχρηση του παλιού εργοστασίου Παπιδάκη, και την ενεργοποίηση του Δημόσιου χώρου.Μέσα από την στρατηγική δίνεται μία διαφορετική πρόταση, για την ενεργοποίηση του δημόσιου χώρου, και την ομαλή ένταξη του στον αστικό ιστό- ιστορικό κέντρο. Δίνει την απάντηση σε ερωτήματα όπως: H επανάχρηση βιοτεχνικών κελύφων, μπορεί να παίξει ρόλο στην αστική αναβίωση; Ποια είναι η σχέση του ιστορικού κέντρου με την θάλασσα
Revival and transformation: A composition of historic and contemporary architectural forms for a New City Hall in the center of Chania
No full textΠερίληψη: Αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας είναι η χρήση και η αποκατάσταση των υφιστάμενων κελυφών των κτιρίων του Ιταλικού στρατώνα και του πρώην ΙΚΑ Χανίων αλλά και η σύνθεση τους με σύγχρονες μορφές για την στέγαση ενός νέου Δημαρχείου για την πόλη. Πρόκειται για την προσπάθεια της λειτουργικής επανένταξης δυο κτιρίων τα οποία έχουν υποστεί εκτεταμένη παραμέληση. Στα πλαίσια της μελέτης προτείνεται η κατεδάφιση των ισόγειων καταστημάτων που βρίσκονται στο ενδιάμεσο οικοδομικό τετράγωνο επί της συμβολής των οδών Σολωμού και Στρατηγού Τζανακάκη και η συμπερίληψή τους στον σχεδιασμό με σκοπό την σύνδεση των δυο παλαιών κτιρίων και την συγκρότησή τους σε ένα ενιαίο κτιριακό σύνολο. Ο σχεδιασμός δίνει ιδιαίτερη έμφαση στην επιλογή των μορφών οι οποίες μέσα από την κατάλληλη αρχιτεκτονική γλώσσα θα πλαισιώσουν τα δυο κτίρια, συνδέοντας αρμονικά τον μοντέρνο χαρακτήρα του παλιού ΙΚΑ Χανίων με τον Οθωμανικό εκλεκτικισμό του Ιταλικού στρατώνα. Σκοπός είναι η πρόταση μιας ολοκληρωμένης σύνθεσης κτιριακών συγκροτημάτων μεταξύ τριών διαφορετικών οικοδομικών τετραγώνων, τα οποία θα μπορούν να ικανοποιούν την ανάγκη για τη λειτουργική εξυπηρέτηση των απαιτήσεων ενός σύγχρονου δημαρχείου αλλά και παράλληλα την ενίσχυση της συνοχής και του διαλόγου με την νεότερη ιστορία του τόπου
Διερεύνηση των δυνατοτήτων της τέφρας πυθμένα κλιβάνου από την αποτέφρωση νοσοκομειακών ιατρικών αποβλήτων ως μια υποσχόμενη πρώτη ύλη για την παραγωγή αυτοκλείστων τούβλων
No full textThis thesis delves into a critical environmental challenge faced by developed nations.
Τhe improper disposal of a hazardous material, such as the bottom ash (BASH) derived from
hospital and/or medical waste incinerators (HMWI), may pose significant risks to soil and
groundwater quality, ultimately threatening public health. In response to this pressing issue,
researchers around the globe tried to solidify and stabilize such hazardous waste during the
past. To the best to our knowledge, it is the first time in the literature that a sustainable
valorization of HMWI BASH is being proposed herein. To meet this need, Hospital Medical
Waste Incineration (HMWI) Bottom Ash (BASH) from the Hospital Medical Waste Incineration
Plant / HMWIP (a.k.a. “APOTEFROTIRAS S.A.”) operated by the joint venture HELECTOR S.A. –
ARSI S.A. (ELLACTOR Group) has been utilized, applying innovating recipes for such hazardous
material, in order to transform it into a non-hazardous building material. The owner of the
entire project is the Association of Communities and Municipalities in the Attica Region
(ACMAR) in Attica, Greece (a.k.a. Special Inter-Collective Association of the Prefecture of
Attica / “EDSNA”). The present study focuses on the potential of utilizing HMWI BASH toward
to the production of pressed autoclaved bricks, offering a sustainable solution to mitigate
environmental hazards. Through a mineralogical and chemical analysis of the studied HMWI
BASH, and rigorous testing of the resulting bricks’ mechanical and leaching properties, this
diploma thesis is an attempt to provide novel insights that could lead to the development of
sustainable construction materials.
The experimental part of the present work was partially at the school of Mineral
Resources Engineering / SMRE (Technical University of Crete / TUC, Crete Island, Greece), and
at the Department of Materials Engineering / MTM (KU Leuven, Belgium) under the guidance
of Assoc. Prof. Dr. Yiannis Pontikes. It is important to mention that Ms. Konstantina Maria
Bekiari (SMRE/TUC) has been benefited by the Erasmus+ traineeship program of the European
Union in order to visit MTM of KU Leuven (KUL). During her stay at MTM she conducted
experiments and valorized the HMWI BASH samples under the assistance of Mr. Nikolaos
Athanasakis (PhD student, MTM, KU Leuven). Especially, for the Laser Ablation Inductively
Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICP-MS) analytical measurements Konstantina
established a collaboration with the Institute for Mineralogy of the Westfälische Wilhelms
Technical University of Crete
Konstantina Maria Bekiari
School of Mineral Resources Engineering
Exploring the potential of HMWI bottom ash (BASH) as a promising raw material for the production of autoclaved bricks
ii
Universität Münster (University of Münster, Münster, Germany) under the guidance of Prof.
Dr. Stephan Klemme and assistance by Prof. Dr. Jasper Berndt, co-coordinated by Assoc. Prof.
Dr. Ioannis Baziotis (Agricultural University of Athens / AUA, Athens, Greece). The present
diploma thesis was designed and supervised by Asst. Prof. Dr. Platon N. Gamaletsos
(SMRE/TUC).Summarization: In developed countries, the abandonment and uncontrolled disposal of bottom ash from hazardous medical and other (bio)-waste incinerators are the major cause of soil and groundwater contamination, which can endanger both the environment and public health. The present diploma thesis provides a detailed characterization and novel insights into the valorization of Hospital Medical Waste Incineration Bottom Ash (HMWI BASH) towards the production of pressed autoclaved bricks (a.k.a. “dense monoliths”). The HMWI BASH was provided by Hospital Medical Waste Incineration Plant / HMWIP (a.k.a. “APOTEFROTIRAS S.A.”) operated by the joint venture HELECTOR S.A. – ARSI S.A. (ELLACTOR Group). “APOTEFROTIRAS S.A.” is located near Athens, Greece. The raw material received by the incineration facility was classified into seven (7) granulometric fractions (i.e., +8mm, -8+4mm, -4+2mm, -2+1mm, -1+0.500mm, -0.500+0.250mm and -0.250mm) and characterized separately to identify mineralogical and chemical variations among the fractions which may affect their valorization potential.
Powder X-ray diffraction data (PXRD) of the HMWI BASH raw sample and its individual fractions revealed a high amorphous content, especially in the raw one and its coarser fractions, gradually decreasing towards the finer fractions. The raw sample and its fractions consisted of high temperature crystalline phases, namely gehlenite (Ca2Al(AlSi)O7), perovskite (CaTiO3) and cristobalite (SiO2), encapsulated by the amorphous matrix. Bulk chemical analysis by means of wavelength dispersive X-ray fluorescence (WD-XRF) along with inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) and Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICP-MS) showed that the studied samples contain a variety of heavy metals and metalloids, some of them being present at relatively higher concentrations (e.g., Cr, Ni, Cu, etc.), and others accumulated in smaller quantities (e.g., Co, Sn, V, As, etc.). Lead is present in all the studied samples (~3-9 ppm), while cadmium has been detected in some of the fraction (~1-3 ppm) by LA-ICP-MS. As it has been revealed by ICP-OES, it is noteworthy to mention the presence of gold (Au) in the studied raw material (15 ppm). It seems that gold is preferably accumulated in the coarser fraction (13 ppm) and less in the finest ones (8-10 ppm). Besides, rare earth elements (including 15 lanthanides, Sc and Y) content was found to be significantly increased in the finer fractions. The SEM-EDS observations revealed the presence of various metals-containing (sub)-micro-sized particles -also containing heavy metals such as Cr and Cu- embedded in a Si-Na-containing amorphous matrix, such as Ca-Ti-oxides (perovskites according to PXRD), etc.
For the production of the pressed autoclaved bricks, the HMWI BASH material was used in its initial form (i.e., HMWI BASH raw sample), along with a 1:1 mixture of its -0.500+0.250mm and -0.250mm fractions, due to their lower amorphous and higher gehlenite content resulting in six different formulations, for comparison. Three mix designs were employed for the production of the bricks. The mix designs incorporated the aforementioned two HMWI BASH samples (IP100 mix design), the metakaolin MK (IP_MK mix design) and an ordinary Portland cement OPC (BLD mix design). Different dense monoliths were produced from each formulation. All the dense monoliths were cured for 24 hours under the same hydrothermal conditions in an autoclave. The produced autoclaved bricks were subjected to mineralogical investigation, compressive strength test assessment, and finally were undergone leaching process according to the EN 12457/2 standard. The mechanical performance and leaching properties of the bricks containing the HMWI BASH raw sample, were superior to the mixture of finer fractions, making the sieving process unnecessary for this application. The addition of metakaolin proved detrimental to the strength of the bricks. Among the six formulations used in the thesis, the IP-based bricks, being produced using the HMWI BASH raw sample, are more preferable. The IP-100-based dense monoliths were found to contain Sb and As both exceeding the EN 12457/2 limits by 14% and 15%, respectively. In contrast, the BLD-based bricks showed the best performance in immobilizing potentially toxic elements as the amount of heavy metals and metalloids is ranged within the EN 12457/2 limits. The latter might be attributed to the solidification facilitated by the OPC.Περίληψη: Στις ανεπτυγμένες χώρες, η εγκατάλειψη και η ανεξέλεγκτη διάθεση της τέφρας πυθμένα από τους αποτεφρωτήρες επικίνδυνων ιατρικών, νοσοκομειακών και άλλων βιο-αποβλήτων θεωρείται μία εκ των κύριων αιτιών μόλυνσης του εδάφους και των υπόγειων υδάτων, η οποία μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τόσο το περιβάλλον όσο και τη δημόσια υγεία. Η παρούσα διπλωματική εργασία παρέχει νέες γνώσεις σχετικά με το χαρακτηρισμό και τις δυνατότητες αξιοποίησης της τέφρας πυθμένα αποτέφρωσης νοσοκομειακών ιατρικών αποβλήτων (Hospital Medical Waste Incinerator bottom ash / HMWI BASH) προς την κατεύθυνση της παραγωγής πρεσαριστών αυτοκλείστων τούβλων (γνωστά και ως “πυκνοί μονόλιθοι” / “dense monoliths”). Η τέφρα παραχωρήθηκε από το εργοστάσιο αποτέφρωσης επικίνδυνων ιατρικών αποβλήτων (γνωστό και ως “ΑΠΟΤΕΦΡΩΤΗΡΑΣ Α.Ε.”) που διαχειρίζεται η κοινοπραξία (Κ/Ξ) μίσθωσης αποτεφρωτήρα “ΗΛΕΚΤΩΡ Α.Ε. – ΑΡΣΗ Α.Ε.” του ομίλου “ΕΛΛΑΚΤΩΡ Α.Ε.”, υπό την επίβλεψη του Ειδικού Διαβαθμιδικού Συνδέσμου Νομού Αττικής (ΕΔΣΝΑ) στα Άνω Λιόσια (Αθήνα, Ελλάδα). Η πρώτη ύλη (ακατέργαστο δείγμα HMWI BASH) που παραλήφθηκε από την εγκατάσταση αποτέφρωσης ταξινομήθηκε σε επτά (7) κλάσματα (granulometric fractions). Ακολούθως, τα οκτώ (8) δείγματα χαρακτηρίστηκαν λεπτομερώς για τον προσδιορισμό πιθανών ορυκτολογικών ή/και χημικών διαφοροποιήσεων μεταξύ των παραγόμενων κλασμάτων που ενδέχεται να επηρεάζουν τη δυνατότητα αξιοποίησής τους.
Τα δεδομένα περίθλασης ακτίνων Χ κόνεως (PXRD) τόσο του ακατέργαστου δείγματος HMWI BASH όσο και των επιμέρους 7 κλασμάτων (ήτοι: +8mm, -8+4mm, -4+2mm, -2+1mm, -1+0,500mm, -0,500+0,250mm και -0,250mm) του κατέδειξαν υψηλή περιεκτικότητα σε άμορφο υλικό κυρίως στο ακατέργαστο και στα αδρόκοκκα κλάσματα, η οποία σταδιακά μειώνεται προς τα λεπτόκοκκα κλάσματα. Η ορυκτολογική σύσταση του ακατέργαστου δείγματος και των κλασμάτων του αποτελείτο από κρυσταλλικές φάσεις υψηλής θερμοκρασίας, όμοιες με εκείνες των ορυκτών γκελενίτη (Ca2Al[AlSi2O7]), περοβσκίτη (CaTiO3) και χριστοβαλίτη (SiO2), εντός της αμόρφου μάζα του υλικού. Σύμφωνα με τις αναλυτικές μετρήσεις με χρήση WD-XRF και LA-ICP-MS, όλα τα δείγματα περιείχαν βαρέα μέταλλα και μεταλλοειδή, ορισμένα από αυτά παρόντα σε σχετικά υψηλότερες συγκεντρώσεις (πχ. Cr, Cu, Ni, Zn, κλπ.), και άλλα σε μικρότερες περιεκτικότητες (πχ.
Co, Sn, V, As, κλπ.). Ο μόλυβδος συγκεντρώνεται σε πολύ μικρή ποσότητα σε όλα τα δείγματα (~3-9 ppm), ενώ το κάδμιο ανιχνεύτηκε σε ορισμένα από τα λεπτόκοκκα δείγματα μόνον με χρήση LA-ICP-MS. Σύμφωνα με τις μετρήσεις με χρήση ICP-OES, το αρχικό ακατέργαστο υλικό περιέχει χρυσό (Au) της τάξεως των 15 ppm. Aξίζει να τονιστεί ότι το σπάνιο αυτό μέταλλο απαντά κυρίως στο αδρόκοκκο κλάσμα (13 ppm) και λιγότερο στα λεπτόκοκκα κλάσματα (8-10 ppm) του υλικού. Επιπλέον, η περιεκτικότητα των δειγμάτων σε σπάνιες γαίες (συμπεριλαμβανομένων των 15 λανθανιδών, του Sc και του Y) βρέθηκε να αυξάνει από τα αδρόκοκκα προς τα λεπτόκοκκα κλάσματα. Η μικροσκοπική παρατήρηση των δειγμάτων με χρήση SEM/EDS αποκάλυψε την παρουσία σωματιδίων που περιέχουν μέταλλα, μεταξύ άλλων και βαρέων μετάλλων όπως Cr και Cu, πχ. οξειδίων του Ca και του Ti (περοβσκίτης) εντός μίας “πολυμεταλλικής” άμορφης μάζας.
Για την παραγωγή των πρεσαριστών αυτόκλειστων τούβλων χρησιμοποιήθηκε το ακατέργαστο δείγμα HMWI BASH, καθώς κι ένα μίγμα 1:1 των λεπτόκοκκων κλασμάτων (-0,500+0,250mm και -0,250mm), λόγω της χαμηλότερης περιεκτικότητάς τους σε άμορφο και της υψηλότερης ποσοστιαίας συμμετοχής του γκελενίτη, έχοντας ως αποτέλεσμα έξι διαφορετικές συνθέσεις (formulations) για λόγους σύγκρισης. Για την παραγωγή των αυτόκλειστων τούβλων χρησιμοποιήθηκαν τρεις διαφορετικές συνταγές (mix designs), δύο ανόργανα πολυμερή χρησιμοποιώντας τα προαναφερόμενα δείγματα HMWI BASH (IP100 mix design) είτε αναμειγνύοντάς τα με εμπορικό μετακαολίνη (IP_MK mix design), καθώς και ένα μίγμα τσιμέντου τύπου Portland (BLD mix design). Όλοι οι παραγόμενοι πυκνοί μονόλιθοι σκληρύνθηκαν υπό ίδιες υδροθερμικές συνθήκες σε αυτόκλειστο. Εν συνεχεία, προσδιορίστηκε η ορυκτοχημική τους σύσταση, ενώ για την αξιολόγησή τους έλαβαν χώρα δοκιμές αντοχής σε μονοαξονική θλίψη, και δοκιμές έκπλυσης σύμφωνα με το πρότυπο EN 12457/2. Οι μηχανικές αντοχές και οι ιδιότητες έκπλυσης των παραγόμενων μονολίθων από το ακατέργαστο δείγμα ήταν σαφώς ανώτερες συγκρινόμενες με εκείνες που διαμορφώθηκαν με χρήση του μείγματος των λεπτών κλασμάτων, καθιστώντας εν τέλει τη διαδικασία κοσκίνισης μάλλον περιττή για τη συγκεκριμένη εφαρμογή. Η προσθήκη υλικού μετακαολίνη αποδείχθηκε συγκριτικά μη ωφέλιμη ως προς την αντοχή των δοκιμίων σε μονοαξονική θλίψη. Από όλες τις εφαρμοζόμενες συνταγές, προτιμητέα ήταν εκείνη που είχε ως αποτέλεσμα την παραγωγή πρεσαριστών αυτόκλειστων δοκιμίων με χρήση μείγματος ακατέργαστου δείγματος. Τα πρεσαριστά αυτόκλειστα τούβλα που παρήχθησαν μέσω της συνταγής IP100 mix design περιείχαν μικρά ποσά Sb και As κατά 14% και 15% περισσότερο σε σχέση με τις τιμές βάσει του προτύπου EN 12457/2, αντιστοίχως. Σε αντίθεση, τα αυτόκλειστα τούβλα που παρήχθησαν μέσω της συνταγής BLD mix design έδειξαν ότι δεσμεύουν τα δυνητικά τοξικά βαρέα μέταλλα και μεταλλοειδή σε αποδεκτές τιμές σύμφωνα με το πρότυπο EN 12457/2