Bασικές αρχές, παράδειγμα βιοκλιματικού σπιτιού, πρόσθετο «θερμοκήπιο» για ενεργειακό κέρδος.
Α) Γενικά:
Η βιοκλιματική αρχιτεκτονική και ο βιοκλιματικός σχεδιασμός κτιρίων εκτός από τις υγιεινές συνθήκες διαβίωσης(λόγω χρήσης μη τοξικών υλικών), συμβάλει και στη μείωση των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου, με την εξοικονόμηση ενέργειας που επιτυγχάνει στα κτίρια.
Λαμβάνοντας υπόψη τους «ηλιακούς χάρτες», όπου φαίνεται η γωνία πρόσπτωσης των ηλιακών ακτινών σε κάθε τόπο, για κάθε εποχή και την κάθε ώρα της ημέρας, καθορίζεται ο προσανατολισμός και το σχήμα του υπό κατασκευήν κτιρίου. Έτσι είναι δυνατόν το κτίριο να συλλέγει τη μέγιστη ηλιακή ακτινοβολία, όταν τη χρειάζεται(χειμώνας) και να την αποφεύγει όταν δεν είναι επιθυμητή(καλοκαίρι).
Το χειμώνα ο ήλιος κινείται χαμηλά στον ορίζοντα στη μεριά του Νότου και έτσι μπορεί να διεισδύει βαθιά στο εσωτερικό των κτιρίων, μέσα από κατάλληλα ανοίγματα στη νότια πλευρά του. Το καλοκαίρι αντίθετα κινείται ψηλά πάνω από τις στέγες και έτσι η σκίαση των κτιρίων είναι εύκολη με ανάλογες οριζόντιες προεξοχές.
Ένα βιοκλιματικό κτίριο λοιπόν είναι «ανοιχτό» προς το Νότο και προστατευμένο από το Βορρά και χρησιμοποιεί παθητικά με τον καλύτερο δυνατό τρόπο την ηλιακή ενέργεια κατά τους χειμερινούς μήνες. Αντίστοιχα το καλοκαίρι με τις νότιες προεξοχές της στέγης, τη κατακόρυφη προστατευτική σκίαση στην Ανατολή και κυρίως στη Δύση με πετάσματα ή βλάστηση επιτυγχάνεται αποτελεσματικά η προστασία του από τον ήλιο. Ο σωστός αερισμός(διαμπερής και κυρίως κατακόρυφος και νυχτερινός) επιτυγχάνεται με μικρά βορινά ανοίγματα κοντά στο έδαφος και με μεγάλα νότια ανοίγματα στις ψηλότερες περιοχές του κτιρίου. Με τον τρόπο αυτό γίνεται χρήση των δροσερών καλοκαιρινών ρευμάτων του κάθε τόπου(απόγειες και θαλάσσιες αύρες) και έχουμε πλήρη δροσισμό του κτιρίου, χωρίς να χρειάζεται μηχανικό και ενεργοβόρο κλιματισμό.
Η διάταξη των εσωτερικών χώρων γίνεται με τέτοιο τρόπο, ώστε οι χώροι όπου βρισκόμαστε τις περισσότερες ώρες της ημέρας να βρίσκονται στην περιοχή ηλιασμού το χειμώνα και δροσισμού το καλοκαίρι. Οι βοηθητικοί χώροι να βρίσκονται στις πλευρές των δυσμενών προσανατολισμών(Βορράς-Δύση) και να προστατεύουν τους υπόλοιπους. Τα νότια τζάμια παγιδεύουν την ηλιακή ακτινοβολία στο εσωτερικό του κτιρίου και έτσι αυξάνεται η θερμοκρασία του εσωτερικού αέρα από τη μία, ενώ μεγάλο μέρος της απορροφάται από οικοδομικά υλικά που έχουν μεγάλη θερμοχωρητικότητα (πέτρες, πλακάκια, τούβλα κ.λ.π.). Αυτά τα υλικά αποτελούν την αποθήκη θερμότητας που «γεμίζει» την ημέρα και «αδειάζει» τη νύχτα, αποδίδοντας θερμική ενέργεια στον εσωτερικό χώρο, όταν υπάρχει καλή εξωτερική μόνωση.
Υπάρχουν βέβαια και επιπλέον παρεμβάσεις στο κτίριο ώστε να επιτυγχάνεται το βέλτιστο, είτε στη χειμερινή θερμική παγίδευση, είτε στον καλοκαιρινό δροσισμό. Τα πιο συνηθισμένα από αυτά είναι:
1) Τα «θερμοκήπια», που είναι νότιοι υαλόφρακτοι χώροι και που αν κατασκευασθούν σωστά εξασφαλίζουν σημαντική θερμότητα, η οποία μεταφέρεται στο εσωτερικό του κτιρίου από τον αέρα, μέσα από ενδιάμεσα ανοίγματα και θυρίδες.
2) Οι τοίχοι Trombe ή τοίχοι νερού, που είναι νότιοι τοίχοι ή δοχεία νερού σκούρου χρώματος οι οποίοι καλύπτονται από υαλοπίνακες. Θερμαίνονται και στη συνέχεια θερμαίνουν το χώρο που βρίσκεται πίσω τους, ενώ παράγουν και θερμό αέρα που διοχετεύεται στο εσωτερικό του κτιρίου μέσω θυρίδων.
3) Παθητικά συστήματα ψύξης: πρόκειται για διάφορες μεθόδους, κύρια με τη μεσολάβηση της φυσικής εξάτμισης του νερού, που ψύχουν τον εισερχόμενο στο κτίριο αέρα, όταν το κλίμα είναι θερμό και ξηρό. Χαρακτηριστικά τέτοια παραδείγματα είναι τα σιντριβάνια, οι πισίνες, οι κουρτίνες νερού, ακόμη και το πότισμα. Ένα άλλο σύστημα ψύξης είναι αυτό που με τη βοήθεια υπεδάφιων σωληνώσεων, αναγκάζει τον εισερχόμενο αέρα να περνά κάτω από το έδαφος, όπου το καλοκαίρι έχουμε χαμηλότερες θερμοκρασίες και έτσι ψύχεται προτού εισέλθει στο κτίριο.
Επίσης εξωτερικά του κτιρίου φυτεύονται έγκαιρα στη βόρια πλευρά αειθαλή δένδρα ώστε να το προφυλάσσουν από τους βόρειους ανέμους και στη νότια πλευρά φυλλοβόλα δένδρα, ώστε τον χειμώνα να μην εμποδίζουν τον ήλιο και το καλοκαίρι να προκαλούν σκίαση.
Ένας σωστός βιοκλιματικός σχεδιασμός ενός κτιρίου μπορεί να καλύψει μέχρι και 60-70% των αναγκών για θέρμανση και δροσισμό, χωρίς αύξηση του κόστους κατασκευής.
Αν δε αποφασίσει κανείς να εκμεταλλευθεί την ηλιακή ή αιολική ενέργεια με φωτοβολταϊκή εγκατάσταση ή ανεμογεννήτρια, τότε μπορεί να καλύψει και σημαντικό μέρος των αναγκών του σε ηλεκτρική ενέργεια.
Β) Παράδειγμα Βιοκλιματικού σπιτιού χαμηλής ενέργειας στο Πήλιο:
Ξεκινήσαμε το 1994 με τη μελέτη του κτιρίου σε συνεργασία με έμπειρη αρχιτέκτονα από τη Θεσσαλονίκη(τοπικά δεν ασχολούνταν κανένας τότε)
Μένουμε από τον Οκτώβριο του 1997.
Η εμπειρία μας σαν ιδιοκτήτες, σαν κατασκευαστές κατά μεγάλο μέρος(αναγκαστικά) και σαν κάτοικοι αυτού του κτιρίου είναι η εξής:
1) Πριν τη μελέτη χρειάζεται κανείς να συλλέξει στοιχεία για την τοποθεσία( Γ.Π., ύψος, βροχοπτώσεις, θερμοκρασίες, υγρασία κ.λ.π.). Να εντοπίσει τη βέλτιστη θέση στο οικόπεδο, ώστε να είναι προφυλαγμένη όσο το δυνατόν από το Βορρά και να είναι δυνατόν η πρόσοψη να τοποθετηθεί στο Νότο, καθώς επίσης να έχει πολλή καλή ηλιοφάνεια(σημαντικό επίσης από άποψη υγείας είναι να μην υπάρχουν υπόγεια νερά ή ρήγματα). Στη συνέχεια να φυτευτούν αειθαλή φυτά στο βορρά και φυλλοβόλα στο νότο ώστε να μεγαλώσουν εγκαίρως.
2) Κατά τη διάρκεια της μελέτης ο αρχιτέκτονας πρέπει να λάβει υπόψη του τον τοπικό κανονισμό οικοδόμησης(ΓΟΚ), ώστε να μην υπάρχουν αργότερα δυσκολίες με την τοπική πολεοδομία. Για την έκδοση της άδειας να υπάρχει καλύτερα συνεργασία με τοπικό αρχιτέκτονα, αν ο μελετητής είναι από μακριά. Επειδή πιθανόν να μη βρεθούν εξειδικευμένα συνεργεία και πολλές εργασίες να γίνουν από τον ίδιο τον ιδιοκτήτη ή κάποιες εργασίες(π.χ. μπετό) να μην είναι απαραίτητες είναι καλό να γίνει ένσταση στο ΙΚΑ σε σχέση με τον προϋπολογισμό των ενσήμων για μείωση, επειδή πρόκειται για ειδική κατασκευή.
3) Κατά τη διάρκεια της κατασκευής: είναι πολύ βασικό να προγραμματισθούν οι εργασίες, ώστε να γίνονται την κατάλληλη εποχή σε σχέση με τα υλικά που έχουμε στη διάθεσή μας(π.χ. η ξυλεία να έχει κοπεί το φθινόπωρο, ώστε να ξεραθεί έγκαιρα και να μη στραβώσει, ο πηλός θα πρέπει να κτισθεί την άνοιξη ή το φθινόπωρο, η σκεπή να έχει τελειώσει πριν το χειμώνα ώστε να μη μείνει ο σκελετός εκτεθειμένος κ.λ.π.). Η όλη διαδικασία εξαρτάται από τον τρόπο κατασκευής και τα οικοδομικά υλικά που θα έχει αποφασισθεί σε συνεργασία με τον μελετητή. Επίσης από το πότε θα μπορεί να έχει κανείς βοήθεια(η δική μας εμπειρία στη διάθεση του καθένα που θα ήθελε να προχωρήσει σε μια τέτοια κατασκευή)
4) Στοιχεία κόστους: πρώτα μια βασική παρατήρηση για την τυχόν μεγαλύτερη επένδυση σε κάποια στοιχεία της οικοδομής(π.χ. θερμοκήπιο, φωτοβολταϊκά κ.λ.π.). Αυτό ισοσκελίζεται μακροχρόνια από την εξοικονόμηση ενέργειας και μείωση των απωλειών καθώς και από την υγιεινή διαμονή. Ειδικότερα: το κόστος της μελέτης είναι γενικά μεγαλύτερο από της συμβατικής, λόγω λεπτομερειακής ενασχόλησης και μη ύπαρξης ακόμα(;) τυποποίησης στα σχέδια και τους υπολογισμούς. Το κόστος των υλικών εξαρτάται από το είδος τους και την έρευνα των τιμών, καθώς και από το αν υπάρχουν στη διάθεσή μας από άλλες κατασκευές(ανακύκλωση) όπως π.χ. πέτρα, ξυλεία, πλιθιά( ο πηλός αν υπάρχει στην περιοχή δεν κοστίζει κάτι εκτός ίσως από την μεταφορά του). Το κόστος κατασκευής: όταν κάποιες εργασίες γίνονται από τρίτους, επειδή είναι μεγαλύτερης χρονικής διάρκειας, κοστίζουν περισσότερο, κάποιες λιγότερο(και λόγω ιδιοκατασκευής) και κάποιες καθόλου(π.χ. μπετατζήδες ή σιδεράδες). Γενικά πάντως το κόστος είναι μικρότερο ή το πολύ ίσο με το κόστος συμβατικής κατασκευής.
Στη δική μας περίπτωση(χωρίς το θερμοκήπιο και τα φωτοβολταϊκά που κατασκευάσθηκαν αργότερα) το κόστος ανήλθε σε 110.000 δρχ/μ², σε τιμές του 1996-97. Στον προϋπολογισμό που είχε γίνει από την αρχιτέκτονα το κόστος ήταν 80.000 δρχ/μ².
Γ. Κολέμπας
Α) Γενικά:
Η βιοκλιματική αρχιτεκτονική και ο βιοκλιματικός σχεδιασμός κτιρίων εκτός από τις υγιεινές συνθήκες διαβίωσης(λόγω χρήσης μη τοξικών υλικών), συμβάλει και στη μείωση των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου, με την εξοικονόμηση ενέργειας που επιτυγχάνει στα κτίρια.
Λαμβάνοντας υπόψη τους «ηλιακούς χάρτες», όπου φαίνεται η γωνία πρόσπτωσης των ηλιακών ακτινών σε κάθε τόπο, για κάθε εποχή και την κάθε ώρα της ημέρας, καθορίζεται ο προσανατολισμός και το σχήμα του υπό κατασκευήν κτιρίου. Έτσι είναι δυνατόν το κτίριο να συλλέγει τη μέγιστη ηλιακή ακτινοβολία, όταν τη χρειάζεται(χειμώνας) και να την αποφεύγει όταν δεν είναι επιθυμητή(καλοκαίρι).
Το χειμώνα ο ήλιος κινείται χαμηλά στον ορίζοντα στη μεριά του Νότου και έτσι μπορεί να διεισδύει βαθιά στο εσωτερικό των κτιρίων, μέσα από κατάλληλα ανοίγματα στη νότια πλευρά του. Το καλοκαίρι αντίθετα κινείται ψηλά πάνω από τις στέγες και έτσι η σκίαση των κτιρίων είναι εύκολη με ανάλογες οριζόντιες προεξοχές.
Ένα βιοκλιματικό κτίριο λοιπόν είναι «ανοιχτό» προς το Νότο και προστατευμένο από το Βορρά και χρησιμοποιεί παθητικά με τον καλύτερο δυνατό τρόπο την ηλιακή ενέργεια κατά τους χειμερινούς μήνες. Αντίστοιχα το καλοκαίρι με τις νότιες προεξοχές της στέγης, τη κατακόρυφη προστατευτική σκίαση στην Ανατολή και κυρίως στη Δύση με πετάσματα ή βλάστηση επιτυγχάνεται αποτελεσματικά η προστασία του από τον ήλιο. Ο σωστός αερισμός(διαμπερής και κυρίως κατακόρυφος και νυχτερινός) επιτυγχάνεται με μικρά βορινά ανοίγματα κοντά στο έδαφος και με μεγάλα νότια ανοίγματα στις ψηλότερες περιοχές του κτιρίου. Με τον τρόπο αυτό γίνεται χρήση των δροσερών καλοκαιρινών ρευμάτων του κάθε τόπου(απόγειες και θαλάσσιες αύρες) και έχουμε πλήρη δροσισμό του κτιρίου, χωρίς να χρειάζεται μηχανικό και ενεργοβόρο κλιματισμό.
Η διάταξη των εσωτερικών χώρων γίνεται με τέτοιο τρόπο, ώστε οι χώροι όπου βρισκόμαστε τις περισσότερες ώρες της ημέρας να βρίσκονται στην περιοχή ηλιασμού το χειμώνα και δροσισμού το καλοκαίρι. Οι βοηθητικοί χώροι να βρίσκονται στις πλευρές των δυσμενών προσανατολισμών(Βορράς-Δύση) και να προστατεύουν τους υπόλοιπους. Τα νότια τζάμια παγιδεύουν την ηλιακή ακτινοβολία στο εσωτερικό του κτιρίου και έτσι αυξάνεται η θερμοκρασία του εσωτερικού αέρα από τη μία, ενώ μεγάλο μέρος της απορροφάται από οικοδομικά υλικά που έχουν μεγάλη θερμοχωρητικότητα (πέτρες, πλακάκια, τούβλα κ.λ.π.). Αυτά τα υλικά αποτελούν την αποθήκη θερμότητας που «γεμίζει» την ημέρα και «αδειάζει» τη νύχτα, αποδίδοντας θερμική ενέργεια στον εσωτερικό χώρο, όταν υπάρχει καλή εξωτερική μόνωση.
Υπάρχουν βέβαια και επιπλέον παρεμβάσεις στο κτίριο ώστε να επιτυγχάνεται το βέλτιστο, είτε στη χειμερινή θερμική παγίδευση, είτε στον καλοκαιρινό δροσισμό. Τα πιο συνηθισμένα από αυτά είναι:
1) Τα «θερμοκήπια», που είναι νότιοι υαλόφρακτοι χώροι και που αν κατασκευασθούν σωστά εξασφαλίζουν σημαντική θερμότητα, η οποία μεταφέρεται στο εσωτερικό του κτιρίου από τον αέρα, μέσα από ενδιάμεσα ανοίγματα και θυρίδες.
2) Οι τοίχοι Trombe ή τοίχοι νερού, που είναι νότιοι τοίχοι ή δοχεία νερού σκούρου χρώματος οι οποίοι καλύπτονται από υαλοπίνακες. Θερμαίνονται και στη συνέχεια θερμαίνουν το χώρο που βρίσκεται πίσω τους, ενώ παράγουν και θερμό αέρα που διοχετεύεται στο εσωτερικό του κτιρίου μέσω θυρίδων.
3) Παθητικά συστήματα ψύξης: πρόκειται για διάφορες μεθόδους, κύρια με τη μεσολάβηση της φυσικής εξάτμισης του νερού, που ψύχουν τον εισερχόμενο στο κτίριο αέρα, όταν το κλίμα είναι θερμό και ξηρό. Χαρακτηριστικά τέτοια παραδείγματα είναι τα σιντριβάνια, οι πισίνες, οι κουρτίνες νερού, ακόμη και το πότισμα. Ένα άλλο σύστημα ψύξης είναι αυτό που με τη βοήθεια υπεδάφιων σωληνώσεων, αναγκάζει τον εισερχόμενο αέρα να περνά κάτω από το έδαφος, όπου το καλοκαίρι έχουμε χαμηλότερες θερμοκρασίες και έτσι ψύχεται προτού εισέλθει στο κτίριο.
Επίσης εξωτερικά του κτιρίου φυτεύονται έγκαιρα στη βόρια πλευρά αειθαλή δένδρα ώστε να το προφυλάσσουν από τους βόρειους ανέμους και στη νότια πλευρά φυλλοβόλα δένδρα, ώστε τον χειμώνα να μην εμποδίζουν τον ήλιο και το καλοκαίρι να προκαλούν σκίαση.
Ένας σωστός βιοκλιματικός σχεδιασμός ενός κτιρίου μπορεί να καλύψει μέχρι και 60-70% των αναγκών για θέρμανση και δροσισμό, χωρίς αύξηση του κόστους κατασκευής.
Αν δε αποφασίσει κανείς να εκμεταλλευθεί την ηλιακή ή αιολική ενέργεια με φωτοβολταϊκή εγκατάσταση ή ανεμογεννήτρια, τότε μπορεί να καλύψει και σημαντικό μέρος των αναγκών του σε ηλεκτρική ενέργεια.
Β) Παράδειγμα Βιοκλιματικού σπιτιού χαμηλής ενέργειας στο Πήλιο:
Ξεκινήσαμε το 1994 με τη μελέτη του κτιρίου σε συνεργασία με έμπειρη αρχιτέκτονα από τη Θεσσαλονίκη(τοπικά δεν ασχολούνταν κανένας τότε)
Μένουμε από τον Οκτώβριο του 1997.
Η εμπειρία μας σαν ιδιοκτήτες, σαν κατασκευαστές κατά μεγάλο μέρος(αναγκαστικά) και σαν κάτοικοι αυτού του κτιρίου είναι η εξής:
1) Πριν τη μελέτη χρειάζεται κανείς να συλλέξει στοιχεία για την τοποθεσία( Γ.Π., ύψος, βροχοπτώσεις, θερμοκρασίες, υγρασία κ.λ.π.). Να εντοπίσει τη βέλτιστη θέση στο οικόπεδο, ώστε να είναι προφυλαγμένη όσο το δυνατόν από το Βορρά και να είναι δυνατόν η πρόσοψη να τοποθετηθεί στο Νότο, καθώς επίσης να έχει πολλή καλή ηλιοφάνεια(σημαντικό επίσης από άποψη υγείας είναι να μην υπάρχουν υπόγεια νερά ή ρήγματα). Στη συνέχεια να φυτευτούν αειθαλή φυτά στο βορρά και φυλλοβόλα στο νότο ώστε να μεγαλώσουν εγκαίρως.
2) Κατά τη διάρκεια της μελέτης ο αρχιτέκτονας πρέπει να λάβει υπόψη του τον τοπικό κανονισμό οικοδόμησης(ΓΟΚ), ώστε να μην υπάρχουν αργότερα δυσκολίες με την τοπική πολεοδομία. Για την έκδοση της άδειας να υπάρχει καλύτερα συνεργασία με τοπικό αρχιτέκτονα, αν ο μελετητής είναι από μακριά. Επειδή πιθανόν να μη βρεθούν εξειδικευμένα συνεργεία και πολλές εργασίες να γίνουν από τον ίδιο τον ιδιοκτήτη ή κάποιες εργασίες(π.χ. μπετό) να μην είναι απαραίτητες είναι καλό να γίνει ένσταση στο ΙΚΑ σε σχέση με τον προϋπολογισμό των ενσήμων για μείωση, επειδή πρόκειται για ειδική κατασκευή.
3) Κατά τη διάρκεια της κατασκευής: είναι πολύ βασικό να προγραμματισθούν οι εργασίες, ώστε να γίνονται την κατάλληλη εποχή σε σχέση με τα υλικά που έχουμε στη διάθεσή μας(π.χ. η ξυλεία να έχει κοπεί το φθινόπωρο, ώστε να ξεραθεί έγκαιρα και να μη στραβώσει, ο πηλός θα πρέπει να κτισθεί την άνοιξη ή το φθινόπωρο, η σκεπή να έχει τελειώσει πριν το χειμώνα ώστε να μη μείνει ο σκελετός εκτεθειμένος κ.λ.π.). Η όλη διαδικασία εξαρτάται από τον τρόπο κατασκευής και τα οικοδομικά υλικά που θα έχει αποφασισθεί σε συνεργασία με τον μελετητή. Επίσης από το πότε θα μπορεί να έχει κανείς βοήθεια(η δική μας εμπειρία στη διάθεση του καθένα που θα ήθελε να προχωρήσει σε μια τέτοια κατασκευή)
4) Στοιχεία κόστους: πρώτα μια βασική παρατήρηση για την τυχόν μεγαλύτερη επένδυση σε κάποια στοιχεία της οικοδομής(π.χ. θερμοκήπιο, φωτοβολταϊκά κ.λ.π.). Αυτό ισοσκελίζεται μακροχρόνια από την εξοικονόμηση ενέργειας και μείωση των απωλειών καθώς και από την υγιεινή διαμονή. Ειδικότερα: το κόστος της μελέτης είναι γενικά μεγαλύτερο από της συμβατικής, λόγω λεπτομερειακής ενασχόλησης και μη ύπαρξης ακόμα(;) τυποποίησης στα σχέδια και τους υπολογισμούς. Το κόστος των υλικών εξαρτάται από το είδος τους και την έρευνα των τιμών, καθώς και από το αν υπάρχουν στη διάθεσή μας από άλλες κατασκευές(ανακύκλωση) όπως π.χ. πέτρα, ξυλεία, πλιθιά( ο πηλός αν υπάρχει στην περιοχή δεν κοστίζει κάτι εκτός ίσως από την μεταφορά του). Το κόστος κατασκευής: όταν κάποιες εργασίες γίνονται από τρίτους, επειδή είναι μεγαλύτερης χρονικής διάρκειας, κοστίζουν περισσότερο, κάποιες λιγότερο(και λόγω ιδιοκατασκευής) και κάποιες καθόλου(π.χ. μπετατζήδες ή σιδεράδες). Γενικά πάντως το κόστος είναι μικρότερο ή το πολύ ίσο με το κόστος συμβατικής κατασκευής.
Στη δική μας περίπτωση(χωρίς το θερμοκήπιο και τα φωτοβολταϊκά που κατασκευάσθηκαν αργότερα) το κόστος ανήλθε σε 110.000 δρχ/μ², σε τιμές του 1996-97. Στον προϋπολογισμό που είχε γίνει από την αρχιτέκτονα το κόστος ήταν 80.000 δρχ/μ².
Γ. Κολέμπας
RSS Feed