19 Απριλίου 2024
Αθανάσιος Μπουρούνης
Πρόλογος
Το «φαινόμενο του θερμοκηπίου», όπως γνωρίζουμε, οφείλεται κατά κύριο λόγο στο διοξείδιο του άνθρακα καθώς και σε άλλα αέρια που προέρχονται από τις καύσεις συμβατικών καυσίμων για την παραγωγή ενέργειας.
Τα αέρια αυτά επιβαρύνουν την ανθρώπινη υγεία, απειλούν τα οικοσυστήματα του πλανήτη και προκαλούν την αύξηση της θερμοκρασίας της Γης, με καταστρεπτικές για το περιβάλλον και την οικονομία συνέπειες.
Ο κτιριακός τομέας, εμφανίζει μεγάλο ρυθμό αύξησης της κατανάλωσης ενέργειας.
Η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και η αξιοποίηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στα κτίρια είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς πάνω από το 40% της καταναλισκόμενης ενέργειας στην Ευρώπη χρησιμοποιείται για την εξυπηρέτηση των κτιρίων, ενώ τα καύσιμα για την παραγωγή της απαιτούμενης ενέργειας, ευθύνονται για το μεγαλύτερο μέρος (50%) των εκπομπών αερίων που εντείνουν το φαινόμενο του θερμοκηπίου.
Στα πλαίσια της προσπάθειας για βιώσιμη ανάπτυξη, μπορεί να επιτευχθεί σημαντική μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και συνεπώς και των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα σε μεγάλο βαθμό, μέσω του βιοκλιματικού σχεδιασμού και των ενεργειακών τεχνολογιών στο δομημένο περιβάλλον.
Εισαγωγή
Στην εποχή μας είναι πολύ σημαντική η ενεργειακή εξοικονόμηση ενός κτιρίου, τόσο για λόγους οικονομίας, όσο και για περιβαλλοντολογικούς λόγους.
Μια περιβαλλοντικά βιώσιμη λύση που συνδυάζει τα παραπάνω, είναι η δημιουργία κτιρίων τα οποία έχουν πολύ χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.
Η βιοκλιματική αρχιτεκτονική, αφορά στο σχεδιασμό κτιρίων και χώρων με βάση το τοπικό κλίμα, με σκοπό την εξασφάλιση συνθηκών θερμικής και οπτικής άνεσης, αξιοποιώντας την ηλιακή ενέργεια και άλλες περιβαλλοντικές πηγές ενέργειας, αλλά και τα φυσικά φαινόμενα του κλίματος.
Βασικά στοιχεία του βιοκλιματικού σχεδιασμού, αποτελούν τα παθητικά συστήματα που ενσωματώνονται στα κτίρια, με στόχο την αξιοποίηση των περιβαλλοντικών πηγών για θέρμανση, ψύξη και φωτισμού των κτιρίων.
Η αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας και των περιβαλλοντικών πηγών, επιτυγχάνεται στα πλαίσια της συνολικής θερμικής λειτουργίας του κτιρίου και τη σχέσης κτιρίου – περιβάλλοντος.
Ιστορική αναδρομή
Οι περισσότεροι γνωρίζουμε τον αρχαίο Έλληνα φιλόσοφο, τον Σωκράτη (469 – 399 π.Χ.), ως μια από τις μεγαλύτερες φυσιογνωμίες του παγκόσμιου πνεύματος και του πολιτισμού.
Αλλά, πόσοι γνωρίζουμε ότι αυτός ήταν υπεύθυνος για τη δημιουργία της πρώτης ηλιακής πόλης στην Ελλάδα, που διέθετε βιοκλιματικά σπίτια με νότιο προσανατολισμό, αίθριο και μικρά ανοίγματα στο βοριά;
Ο Σωκράτης πρώτος συνειδητοποίησε, ότι αν τα σπίτια κατασκευαστούν έχοντας ως γνώμονα τη θέση του ήλιου, τότε θα ήταν πιο ζεστά το χειμώνα και πιο δροσερά το καλοκαίρι.
Ο φιλόσοφος αυτός, αποφάσισε να πραγματοποιήσει αυτήν την ιδέα, γι’ αυτό οργάνωσε μάθημα για να διδάσκει τους μαθητές του πώς να δημιουργούν ηλιακά σπίτια.
Παρουσιάζοντας αναλυτικά τους λόγους για τους οποίους είναι ωφέλιμη η ηλιακή αρχιτεκτονική, ο Σωκράτης καταλήγει στο συμπέρασμα, ότι σ’ ένα σπίτι σχεδιασμένο με τον τρόπο αυτό «ο ιδιοκτήτης θα βρει σ’ αυτό ένα καταφύγιο για όλες τις εποχές, γεγονός που καθιστά το σπίτι και χρήσιμο και ευχάριστο».
Η νέα αρχιτεκτονική προσέγγιση εξαπλώθηκε σύντομα σε όλο τον ελλαδικό χώρο, καθώς οι κατασκευαστές κατοικιών άρχισαν να υιοθετούν την ηλιακή αρχιτεκτονική του Σωκράτη.
Οι αρχαιολογικές ανασκαφές που έγιναν σε πόλεις και οικισμούς από το 500 π.Χ. έως το 200 π.Χ., έδειξαν ότι οι κατασκευαστές τόσο των αγροτικών όσο και των αστικών κατοικιών, ακολουθούσαν τις υποδείξεις του Σωκράτη.
Η πρώτη ηλιακή πόλη της αρχαίας Ελλάδας ήταν η Όλυνθος, αρχαία πόλης της Χαλκιδικής, σε απόσταση περίπου 11,5 χιλ. από την Ποτίδαια.
Τα οικοδομικά τετράγωνα της Ολύνθου, μήκους 100 μέτρων και πλάτους 40 μέτρων, χωρίζονταν από δρόμους σχεδόν 5 μέτρων.
Κάθε οικοδομικό τετράγωνο είχε μια σειρά από πέντε σπίτια στην κάθε πλευρά του δρόμου και ανάμεσα στα οποία υπήρχε ένας στενός διάδρομος.
Τα σπίτια της Ολύνθου είναι τα αρχαιότερα που ξέρουμε και σχεδόν τα μόνα της κλασσικής εποχής.
Το παράδειγμα της Ολύνθου μιμήθηκαν και άλλες πόλεις, με αποτέλεσμα η ηλιακή αρχιτεκτονική να εξαπλωθεί μέχρι τη σημερινή Βουλγαρία.
Παραμένει αδιευκρίνιστο αν οι απόψεις του Σωκράτη στηρίζονταν στην πυθαγόρειο φιλοσοφία, ή προέρχονταν μόνο από την εμπειρική παρατήρηση.
Είναι πάντως γνωστό ότι ο μεγάλος δραματουργός Αισχύλος έλεγε ότι, «μόνο οι πρωτόγονοι δεν γνωρίζουν τον τρόπο να κάνουν τα σπίτια τους να αντικρίζουν τον ήλιο το χειμώνα».
Επίσης:
- Χαρακτηριστική είναι η κυβιστική σύνθεση των όγκων των σπιτιών στα νησιά της αρχαιότητας, σε άσπρο χρώμα και δίνεται ιδιαίτερη βαρύτητα στη θερμομόνωση και στη ροή της θερμότητας.
Τα υλικά που χρησιμοποιούν στην τοιχοποιία, είναι ο πηλός και η πέτρα, ώστε να αποθηκεύουν τη θερμότητα του ήλιου κατά τη διάρκεια της ημέρας, ενώ τη νύχτα η θερμότητα που αποθηκεύεται επανεκπέμπεται θερμαίνοντας το σπίτι.
Παράλληλα ψύχονται οι τοίχοι από τη δροσιά, ώστε να μπορεί να επαναληφθεί η ίδια διαδικασία, κάτι που βοηθά στη διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας όλο το χρόνο.
Ιδανικός είναι ο μεσημβρινός προσανατολισμός σε κλιμακωτή διάταξη με αλληλοεπίθεση των όγκων, με σκοπό οι επιφάνειες που πέφτει ο ήλιος να είναι οι μέγιστες δυνατές.
- Άλλου είδους βιοκλιματικότητα μπορούμε να δούμε στο παλάτι της Κνωσού.
Ακόμα ένα στοιχείο που αποδεικνύει την εξελικτική ανωτερότητα της Κνωσού σε σχέση με τα υπόλοιπα γνωστά κτίσματα της εποχής εκείνης, είναι ο τρόπος θέρμανσης κάποιων δωματίων του παλατιού. Υπήρχαν κάτω από το δάπεδο σωλήνες, μέσα από τις οποίες περνούσε ζεστό νερό, θερμαίνοντας έτσι όλο το χώρο.
- Και στη Ρώμη αναπτύχθηκε ο βιοκλιματικός σχεδιασμός στις ρωμαϊκές θερμαινόμενες πισίνες.
Κατά την εποχή της ακμής της Ρώμης χρησιμοποιήθηκε θέρμανση στις πισίνες της εποχής με έναν ιδιαίτερο τρόπο: σε χαμηλότερο επίπεδο από την πισίνα υπήρχε χώρος με συντηρούμενη φωτιά, της οποίας ο καπνός διοχετευόταν σε σωλήνες που περνούσαν από τα τοιχώματα και τον πυθμένα της πισίνας. Αυτή η ροή ζεστού καπνού, ήταν ικανή να ζεστάνει το νερό της πισίνας.
- Τέλος το Igloo είναι ένα στοιχείο βιοκλιματικότητας. Συγκεκριμένα πρόκειται για μια κατασκευή – καταφύγιο χτισμένο από χιόνι, που αποτελεί τον παραδοσιακό τρόπο δόμησης.
Ο λόγος γι’ αυτήν τους την επιλογή, ήταν το γεγονός ότι ο αέρας παγιδευμένος μέσα στο Igloo, στην ουσία το μεταμόρφωνε σε ένα μονωτήρα θερμότητας.
Έτσι ενώ η θερμοκρασία έξω από το Igloo, μπορεί να πέφτει έως και 45 βαθμούς υπό το μηδέν , στο εσωτερικό από τη θερμότητα που διοχέτευε το ανθρώπινο σώμα, διατηρείτο από -7 μέχρι 16 βαθμούς.
Βιοκλιματικό Κτίριο
Σε μια εποχή που προβάλλει επιτακτικότερη από ποτέ η οικολογική διαχείριση του αστικού περιβάλλοντος, διαρκώς ενδυναμώνεται η ιδέα ότι η βιοκλιματική συνιστώσα, οφείλει να γίνει συστατικό στοιχείο του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού, έτσι ώστε να παράγει ένα βιώσιμο για το παρόν και το μέλλον, χώρο.
Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός καλύπτει με επάρκεια τα ζητήματα του προβληματισμού γύρω από την αειφόρο ανάπτυξη, επαναπροσδιορίζει την αρχιτεκτονική, με αρχές και κατευθύνσεις που βασίζονται στην αρμονική συνύπαρξη φυσικού και ανθρωπογενούς περιβάλλοντος.
Προτείνει στρατηγικές για τη χρησιμοποίηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, παρουσιάζει με σαφήνεια τις αρχές του κλιματικού σχεδιασμού, την παθητική ηλιακή θέρμανση, τη φυσική ψύξη, τη βέλτιστη χρήση του διαθέσιμου φυσικού φωτισμού, καθώς και τους παράγοντες που παρέχουν συνθήκες οπτικής άνεσης στους ενοίκους των κτιρίων.
Η ιδέα του βιοκλιματικού κτιρίου, έχει φέρει μια μεγάλη επανάσταση στην κατασκευή και την ανακαίνιση των κτιρίων παγκοσμίως.
Το βιοκλιματικό κτίριο γεννήθηκε όταν οι επιστήμονες κλήθηκαν να απαντήσουν στο ερώτημα του ποιο θα ήταν το οικονομικά αποδοτικότερο κτίριο, αν λάβει κανείς υπόψη όχι μόνο το κόστος κατασκευής του, αλλά και το κόστος διαχείρισής του.
Να σημειωθεί ότι ο περιβαλλοντικός παράγοντας υπήρξε δευτερεύον, αλλά είναι προφανές ότι εφόσον ένα βιοκλιματικό κτίριο καταναλώνει σχεδόν 90% λιγότερη ενέργεια από το αντίστοιχο συμβατικό, τότε και το περιβάλλον αναδεικνύεται μεγάλος νικητής.
Η ιδέα του βιοκλιματικού κτηρίου μπορεί να γίνει σε γενικές γραμμές κατανοητή, όταν αντιληφθεί κανείς πώς συμπεριφέρεται το κτίριο σε σχέση με την κατανάλωση ενέργειας.
Όλα τα κτίρια έχουν ένα ενεργειακό ισοζύγιο. Ενέργεια χάνεται και κερδίζεται κάθε ώρα της ημέρας και η διαφορά και η διαφορά καλύπτεται από τα συστήματα θέρμανσης και ψύξης.
Οι ενεργειακές απώλειες και τα ενεργειακά κέρδη, είναι αποτέλεσμα των παθητικών τεχνολογιών που έχουν εφαρμοστεί στο κτίριο (μόνωση, κουφώματα κ.λπ.), ενώ οι ενεργητικές τεχνολογίες όπως το σύστημα θέρμανσης και το σύστημα ψύξης είναι αυτές που εξισορροπούν το ενεργειακό ισοζύγιο.
Σε ένα συμβατικό κτίριο, δίνεται έμφαση στις ενεργητικές τεχνολογίες , με λέβητες – καυστήρες, θερμαντικά σώματα καλοριφέρ, μονάδες Α/C, να αποτελούν συνήθη επιλογή στις κατασκευές.
Δηλαδή, δεν δίνεται μεγάλη σημασία στις παθητικές τεχνολογίες, εκτός από την ελάχιστη προβλεπόμενη από τον κανονισμό θερμομόνωση και τοποθετούνται κουφώματα χωρίς αξιόλογες θερμομονωτικές ή αντανακλαστικές προδιαγραφές.
Αυτές οι τακτικές σχεδιασμού και υλοποίησης των συμβατικών κτιρίων έχουν οδηγήσει σε πολύ υψηλά κόστη διαχείρισης.
Το Βιοκλιματικό Κτίριο είναι ακριβώς το αντίθετο. Δίνει έμφαση στις παθητικές τεχνολογίες με υψηλά επίπεδα θερμομόνωσης στην εξωτερική τοιχοποιία, στα παράθυρα και τις πόρτες υψηλών θερμομονωτικών προδιαγραφών, καθώς και στην εξασφάλιση ενός αεροστεγούς εσωτερικού χώρου του κτιρίου.
Οι παθητικές τεχνολογίες εφαρμόζονται και υλοποιούνται με σωστό τρόπο, με αποτέλεσμα η διαφορά του ενεργειακού ισοζυγίου του κτιρίου, την οποίαν καλούνται να καλύψουν οι ενεργειακές τεχνολογίες, να είναι πολύ μικρή.
Η βιοκλιματική κατοικία, χωρίς να διαφέρει αισθητικά από τα συνηθισμένα κτίρια και χωρίς να επιβαρύνει το περιβάλλον, συνδυάζει την υψηλή ποιότητα διαβίωσης στο χώρο με την εξαιρετικά χαμηλή ενεργειακή κατανάλωση, εξασφαλίζοντας ταυτόχρονα, τη δεδομένη γρήγορη απόσβεση της επένδυσης. Και τούτο διότι έχει:
Οικονομία στη λειτουργία. Δηλαδή σημαντικά μειωμένο κόστος λειτουργίας, ελαχιστοποίηση κόστους συντήρησης των βοηθητικών συστημάτων ψύξης – θέρμανσης και μεγαλύτερο χρόνο ζωής του κτιρίου και των εγκαταστάσεών του.
Μέγιστη εξοικονόμηση ενέργειας.
Εξαιρετική ποιότητα εσωτερικού αέρα. Δηλαδήσυνεχής ανανέωση του εσωτερικού αέρα με τη συνεχή παροχή φρέσκου αέρα με ανάκτηση θερμότητας, αποφυγή αλλεργιών, αποφυγή οσμών εντός της κατοικίας και ρυθμιζόμενη εσωτερική θερμοκρασία.
Πραγματική αειφορία. Τα παθητικά κτίρια είναι φιλικότερα στο περιβάλλον, εξαιτίας της ελάχιστης κατανάλωσης ενέργειας και ορυκτών καυσίμων, της δραστικής μείωσης της εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και της ικανοποίησης όλων των διεθνώς αποδεκτών περιβαλλοντικών στάνταρ.
Η κατασκευή ενός βιοκλιματικού σπιτιού στην Ελλάδα, κοστίζει περίπου 60 έως 120 ευρώ ανά τετραγωνικό μέτρο παραπάνω από ότι θα κόστιζε μια συμβατική κατασκευή.
Ωστόσο η εξοικονόμηση ενέργειας ανάμεσα σε ένα συμβατικό και ένα βιοκλιματικό σπίτι είναι τεράστια.
Η εξοικονόμηση για θέρμανση, ξεπερνά το 90%. Αν συνυπολογιστεί και το κέρδος από τη μείωση της κατανάλωσης για ψύξη και ζεστό νερό χρήσης, τότε το τελικό κέρδος ξεπερνά τα 4000 ευρώ ανά έτος, για μια κατοικία των 120 τετραγωνικών μέτρων.
Το ποσό αυτό είναι ικανό να αποσβέσει το επιπλέον κόστος κατασκευής μιας παθητικής κατοικίας σε λιγότερο από δύο χρόνια χρήσης.
Επίλογος
Στην Ελλάδα, τώρα γίνονται τα πρώτα βήματα ουσιαστικών βιοκλιματικών μελετών και σχεδιασμού, αν και υπάρχουν αρκετοί Μηχανικοί και Αρχιτέκτονες με σημαντικό έργο.
Παρ’ όλα αυτά, ο βιοκλιματικός σχεδιασμός για τον περισσότερο κόσμο αντιμετωπίζεται, ακόμα και σήμερα, ως κάτι εξωτικό, δύσκολο ή ακόμα και ανέφικτο.
Οι σχεδιαστές βιοκλιματικών κτιρίων θεωρούνται υπερβολικά οικολόγοι ή ακόμα και εκμεταλλευτές της «νέας μόδας».
Από την άλλη πλευρά, ο βιοκλιματικός ως αρχή λειτουργίας, είναι σχετικά εύκολος και κατανοητός από κάποιον με στοιχειώδεις γνώσεις φυσικής.
Το σίγουρο είναι ότι επειδή προσφάτως τέθηκε σε εφαρμογή ο Κανονισμός Ενεργειακής Αποδοτικότητας Κτιρίων (ΚΕΝΑΚ) ο οποίος επιβάλλεται στο σύνολο των νέων κατασκευών και αποσκοπεί στον εξορθολογισμό της χρήσης ενέργειας στα κτίρια.
Στο άμεσο μέλλον ο βιοκλιματικός σχεδιασμός, θα είναι μονόδρομος.
Οι εξειδικευμένες γνώσεις του μελετητή με αρωγό την σύγχρονη τεχνολογία, αποτελούν την ασφαλέστερη εγγύηση που μπορεί να παρασχεθεί στον υποψήφιο ιδιοκτήτη.
Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός τελικά, έχει ως στόχο μια καλύτερη ποιότητα ζωής, στοχεύοντας εξίσου στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και στην αναβάθμιση του άμεσου – και κατ’ επέκταση του ευρύτερου – περιβάλλοντός μας, καθώς και στη ευεξία και την άνεση που νιώθουμε σε συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασιών, υγρασίας, αερισμού και φωτισμού.
Τα βιοκλιματικά κτίρια δεν είναι πολυτέλεια, είναι μια πραγματική ανάγκη του σύγχρονου ανθρώπου.
Γιατί τελικά είναι καιρός να καταλάβουμε όλοι μας ότι:
«Δεν κληρονομήσαμε το περιβάλλον από τους γονείς μας, αλλά το δανειστήκαμε από τα παιδιά μας».
Βιβλιογραφία:
2) www.commerce-innovations.com
5) www.cres .gr
6) blogs.sch.gr/8lyk-pat
-Ο κ. Αθανάσιος Μπουρούνης είναι Επίτιμος Δ/ντής Σχολικής Μονάδας Δ. Ε.
