Βιοκλιματική Αρχιτεκτονική

Ο γνωστός σας συνεργάτης του offroader, αρχιτέκτονας  Μάνος Τουρπάλης, μας βάζει μέσα στο σπίτι του και μας εξηγεί τι είναι η Βιοκλιματική Αρχιτεκτονική και πως μπορεί να κάνει την ζωή μας καλύτερη - ποιοτικότερη.  Για ότι ακούσατε και δεν καταλάβατε, θα βρείτε τις απαντήσεις σε αυτό το μικρό αφιέρωμα.

Βιοκλιματική Αρχιτεκτονική είναι ο σχεδιασμός κτιρίων και υπαίθριων χώρων που θέτει ταυτόχρονα δύο σημαντικούς στόχους:  την βελτίωση της ποιότητας ζωής και την μείωση της κατανάλωσης ενέργειας.  Στηρίζεται στις τοπικές συνθήκες (κλίμα) και στην αξιοποίηση της Ηλιακής ενέργειας και των φυσικών φαινομένων.  Σαν έννοια υπάρχει από την αρχαιότητα.  Από τα μέσα περίπου του προηγούμενου αιώνα συστηματοποιείται και αξιοποιεί την αλματώδη εξέλιξη των τεχνολογιών δόμησης με θεαματικά αποτελέσματα.

Ο Βιοκλιματικός Σχεδιασμός αφορά σε κρίσιμες επιλογές της Αρχιτεκτονικής μελέτης και κατασκευής κτιρίων και υπαίθριων χώρων.   Λαμβάνοντας υπόψη πρώτα από όλα το κλίμα και τις τοπικές συνθήκες, αξιοποιεί την ηλιακή ενέργεια, τα φυσικά φαινόμενα και τις ιδιότητες των υλικών κατασκευής ώστε να εξασφαλίσει ευνοϊκές συνθήκες:

• θερμικής άνεσης
• οπτικής άνεσης
• ποιότητας εσωτερικού περιβάλλοντος
• μικροκλίματος

και ταυτόχρονα να ελαχιστοποιήσει:

• την κατανάλωση ενέργειας λειτουργίας (θέρμανση, ψύξη, φωτισμός)
• τις επιπτώσεις στο περιβάλλον

Η Βιοκλιματική Αρχιτεκτονική έχει επομένως διπλό στόχο :  να ελαχιστοποιήσει την απαιτούμενη ενέργεια - μειώνοντας το κόστος χρήσης - και να εξασφαλίσει ένα υγιές περιβάλλον για τους χρήστες.

 

 

Τι είναι τα Παθητικά (και τα Ηλιακά) κτίρια και τα Παθητικά (και τα Ηλιακά) συστήματα ;

Η Βιοκλιματική Αρχιτεκτονική, όπως έχει επικρατήσει να λέγεται στην Ελλάδα, χρησιμοποιεί συστήματα εκμετάλλευσης περιβαλλοντικών πηγών ενέργειας με στόχο την μεγιστοποίηση των ενεργειακών κερδών με ελάχιστη εισαγωγή ενέργειας στο σύστημα -  συνήθως μηδενική.  Επειδή δεν καταναλώνουν ενέργεια αλλά αντίθετα εκμεταλλεύονται την ενέργεια της φύσης, τα συστήματα αυτά χαρακτηρίζονται “παθητικά” (σε αντίθεση με τα “ενεργητικά”, π.χ. σύστημα κλιματισμού).  Μπορεί να είναι από πολύ απλά (παράθυρα) μέχρι αρκετά σύνθετα (ανεμόπυργοι).  Λόγω της χρήσης Παθητικών Συστημάτων και της Ηλιακής κυρίως ενέργειας, η Βιοκλιματική Αρχιτεκτονική πολλές φορές επισημαίνεται ως “Παθητική”  ή “Ηλιακή” Αρχιτεκτονική και τα κτίρια αντίστοιχα “Παθητικά” ή “Ηλιακά” κτίρια, κυρίως στην ξένη Βιβλιογραφία (passive, solar buildings).  Ο όρος “passive house” χρησιμοποιείται μάλιστα συχνά για τα κτίρια με μηδενικές απαιτήσεις ενέργειας - καταναλώνουν την ενέργεια που τα ίδια παράγουν.

 

Ποιοί είναι οι σημαντικότεροι παράγοντες στον Βιοκλιματικό Σχεδιασμό ;

Ο Βιοκλιματικός Σχεδιασμός βασίζεται στο κλίμα και στα φυσικά φαινόμενα, και εντάσσεται στο περιβάλλον με τον καλύτερο δυνατό τρόπο.  Οι σημαντικότεροι παράγοντες είναι οι τοπικές κλιματικές συνθήκες, η μορφολογία του εδάφους, το άμεσο και ευρύτερο περιβάλλον (δομημένο και φυσικό), η χρήση των κατάλληλων υλικών δόμησης και βεβαίως ο προσανατολισμός.  Η Βιοκλιματική Αρχιτεκτονική χαρακτηρίζεται - όχι τυχαία - και Ηλιακή.  Με βασικό στόχο την εκμετάλλευση των φυσικών φαινομένων και κυρίως της άφθονης Ηλιακής ενέργειας που δέχεται η Γη, είναι προφανές ότι όσο καλύτερες είναι οι συνθήκες ηλιασμού, τόσο περισσότερη ενέργεια προσφέρεται.  Ο τρόπος και ο χρόνος ηλιασμού μιας επιφάνειας εξαρτώνται από την απόκλιση από τον Βορρά, αφού η (φαινόμενη) τροχιά του ήλιου ακολουθεί το ίδιο μονοπάτι στο στερέωμα.  Επομένως ο προσανατολισμός είναι καθοριστικός παράγοντας, χωρίς πάντως να είναι αποκλειστικός.

 

Μπορεί κανείς να επέμβει σε υφιστάμενη κατασκευή ; υπάρχει αποτέλεσμα ;

Οι εφαρμογές Βιοκλιματικής Αρχιτεκτονικής έχουν οπωσδήποτε καλύτερα αποτελέσματα όταν ενσωματώνονται στον αρχικό σχεδιασμό.  Παρ' όλα αυτά, και οι εκ των υστέρων επεμβάσεις  μπορούν να έχουν εξ ίσου θετικά αποτελέσματα, εξασφαλίζοντας σημαντικά οφέλη ανάλογα με την περίπτωση και εφόσον τηρούνται κάποιες προϋποθέσεις.  Για παράδειγμα, σήμερα υπάρχουν πολλά συστήματα εξωτερικής θερμομόνωσης (ΣΕΘ) ειδικά εξελιγμένα για τοποθέτηση σε υφιστάμενες κατασκευές.  Όμως, η δυνατότητα φύτευσης ενός δώματος π.χ. εξαρτάται πρώτα απ' όλα από την ικανότητα του στατικού συστήματος της κατασκευής να δεχθεί το επιπλέον φορτίο.

 

Τι είδους “ποιότητα ζωής” εξασφαλίζει ο Βιοκλιματικός Σχεδιασμός;

Η “ποιότητα ζωής” στην οποία αναφερόμαστε δεν έχει σχέση με επάρκεια αγαθών, ευμάρεια ή οικονομικά μεγέθη.  Είναι πολύ σημαντικότερη, γιατί αφορά στην δημιουργία των κατάλληλων “συνθηκών λειτουργίας” του ανθρώπινου σώματος.  Νιώθουμε ευεξία όταν στο άμεσο περιβάλλον μας αναγνωρίζουμε αυτές τις συνθήκες.  Η φυσιολογία μας αναζητά συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασιών, υγρασίας, αερισμού, φωτισμού κτλ. για να λειτουργήσουμε ομαλά.  Αυτές ακριβώς τις απαιτήσεις έρχεται να καλύψει ο Βιοκλιματικός Σχεδιασμός, στοχεύοντας εξίσου στην μείωση της κατανάλωσης ενέργειας αλλά και στην αναβάθμιση του άμεσου - και κατ’ επέκταση του ευρύτερου - περιβάλλοντός μας.

 

Υπάρχουν εγγυήσεις για την “ποιότητα ζωής” ;

Η Βιοκλιματική Αρχιτεκτονική βασίζεται σε επιστημονικά δεδομένα για να δημιουργήσει τις κατάλληλες συνθήκες περιβάλλοντος.  Αν και η ποιότητα ζωής συνολικά δεν μπορεί να εκφραστεί ως αριθμός, ορισμένα από τα χαρακτηριστικά που αφορούν περιβαλλοντικές παραμέτρους μπορούν να καταγραφούν.  Έτσι είναι δυνατές συγκρίσεις οι οποίες αφορούν σε επιλεγμένα χαρακτηριστικά της κατασκευής και τον τρόπο που αυτά διαμορφώνουν το περιβάλλον.  Ο υπό μελέτη χώρος ή κτίριο πρέπει να ληφθεί διαδοχικά μια φορά ως συμβατική και τουλάχιστον ακόμα μια ως κατασκευή Βιοκλιματικής Αρχιτεκτονικής, για να είναι δυνατή οποιαδήποτε σύγκριση.

Επειδή στην πράξη δεν υπάρχει δυνατότητα να κατασκευαστεί δυο φορές το ίδιο κτίριο, η λύση που παρέχει η σύγχρονη τεχνολογία είναι οι διενέργειες προσομειώσεων (simulation).  Σε αυτήν την διαδικασία, τρισδιάστατα μοντέλα των κατασκευών προσομοιώνονται σε ελεγχόμενο περιβάλλον, ώστε να προκύψουν τα αποτελέσματα που θα εξηγήσουν τυχόν διαφορετικές συμπεριφορές.  Αυτά τα στοιχεία χρησιμοποιούνται κατόπιν στην Βιοκλιματικό σχεδιασμό προκειμένου αφενός να βελτιστοποιηθεί η ενεργειακή συμπεριφορά και αφετέρου να ικανοποιηθούν οι περιβαλλοντικές συνθήκες.  Η σημασία της εξασφάλισης ποιότητας είναι τόσο μεγάλη, ώστε τα περιβαλλοντικά στοιχεία εισάγονται ως προαπαιτούμενα - δηλαδή είναι απαραίτητο να ικανοποιηθούν προκειμένου να αναπτυχθούν εναλλακτικές λύσεις εξοικονόμησης ενέργειας.

Επομένως, οι ειδικευμένες γνώσεις του μελετητή με αρωγό την σύγχρονη τεχνολογία αποτελούν την ασφαλέστερη  “εγγύηση” που μπορεί να παρασχεθεί.

 

 

Ιστορική αναδρομή

Η Βιοκλιματική Αρχιτεκτονική δεν είναι κάτι νέο:  η Ενεργειακή Απόδοση ήταν ανέκαθεν ζήτημα αιχμής, με πιο χαρακτηριστική ίσως αναφορά εκείνη του Ηλιακού Σπιτιού του Σωκράτη (470 π.Χ.), με οδηγίες Βιοκλιματικού Σχεδιασμού.  Σε κάθε γωνιά της γης οι στρατηγικές και οι μέθοδοι διαφέρουν.  Όμως η προσαρμογή  στο κλίμα και η εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας είναι τα κοινά χαρακτηριστικά.

Στην σύγχρονη δόμηση το κόστος και η ποσότητα επικράτησαν έναντι της αξίας και της ποιότητας.  Παράγοντες όπως ο προσανατολισμός, η μορφολογία του εδάφους, το κλίμα, οι σχέσεις δομημένου και φυσικού περιβάλλοντος παραμερίστηκαν και συχνά εξαιρέθηκαν.

Στην Ελλάδα οι αμφισβητούμενες πρακτικές δόμησης και η ελλιπής εφαρμογή της νομοθεσίας οδήγησαν στην απουσία ουσιαστικών κατευθύνσεων για καλύτερη ποιότητα ζωής και ορθολογική χρήση ενέργειας.  Ο στόχος της Βιοκλιματικής Αρχιτεκτονικής - εξοικονόμηση ενέργειας από τα πρώτα κιόλας στάδια του σχεδιασμού - αφορά μόνο στην επιθυμία του πελάτη και στις γνώσεις του Αρχιτέκτονα, με δεδομένη μάλιστα την “περιβαλλοντική ευαισθησία” και των δύο πλευρών.

Αντίθετα, σε Ευρώπη και Αμερική από την δεκαετία του ’70 και με αφορμές αλλεπάλληλες πετρελαιϊκές κρίσεις, κοινωνικές ζυμώσεις, αλλαγές εργασιακών σχέσεων αλλά και τις εξελίξεις της τεχνολογίας, διατυπώνονται έγκυρες επιστημονικές προσεγγίσεις.  Συνδέεται πλέον ευθέως η ποιότητα ζωής με ζητήματα Βιοκλιματικού Σχεδιασμού και σταδιακά δημιουργούνται δύο κύριες κατευθύνσεις: η πρώτη ενσωματώνει και αξιοποιεί τις παραδοσιακές τεχνικές με χρήση φυσικών υλικών και δίνει ειδικό βάρος σε ζητήματα “οικολογικού αποτυπώματος”.  Η δεύτερη εκμεταλλεύεται την τεχνολογία αιχμής, ενίοτε άκριτα, εστιάζοντας περισσότερο στο αποτέλεσμα.  Στη δεύτερη περίπτωση η χρήση υλικών και τεχνολογιών που ενδεχομένως επιβαρύνουν το περιβάλλον δεν απορρίπτεται εξ ορισμού, εάν αυτό εξασφαλίζει το επιθυμητό αποτέλεσμα στην κατανάλωση ενέργειας.

Ως συνήθως, η αλήθεια βρίσκεται κάπου στη μέση, χωρίς υπερβολές προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση.

Σήμερα, καθόλου άσχετα με το κόστος των καυσίμων, της ρύπανσης και της ενέργειας, γίνεται σε όλον τον κόσμο προσπάθεια να δοθεί η πρέπουσα  βαρύτητα τόσο στον Βιοκλιματικό Σχεδιασμό όσο και στην χρήση Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας.  Στην Ελλάδα, αν και υπάρχουν πολλοί Αρχιτέκτονες με σημαντικό έργο, ο Βιοκλιματικός Σχεδιασμός για την Πολιτεία αλλά και τον περισσότερο κόσμο αποτελεί μάλλον κάτι σαν εξωτικό είδος ή ακόμα και ουτοπικό μόρφωμα μιας χούφτας  “οικολόγων” - πάντα σε εισαγωγικά.  Από την άλλη, πρόσφατα τέθηκε σε εφαρμογή ο Κανονισμός Ενεργειακής Αποδοτικότητας Κτηρίων (ΚΕΝΑΚ), που επιβάλλεται στο σύνολο των νέων κατασκευών και αποσκοπεί στον εξορθολογισμό της χρήσης της ενέργειας στα κτήρια.

Σε συνδυασμό με την εφαρμογή αρχών Βιοκλιματικής Αρχιτεκτονικής, ώστε εκτός από την μείωση της κατανάλωσης να βελτιωθεί και η ποιότητα ζωής, το δομημένο περιβάλλον, αυτός ο σπουδαίος οικονομικός και φυσικός πόρος, θα μπορούσε να αναβαθμιστεί σημαντικά.  Ο Βιοκλιματικός Σχεδιασμός και οι “φιλικές προς το περιβάλλον” τεχνολογίες δόμησης γίνονται συχνά θέματα συζήτησης, παρά τις παρανοήσεις και τις ομιχλώδεις απόψεις για το τι πραγματικά είναι και - δεδομένης της κρίσης - το πόσο πραγματικά κοστίζει.

 

Ενέργεια και Αειφορία.  Τι ενέργεια παρέχεται από περιβαλλοντικές πηγές ;

Ο Ήλιος είναι η σημαντικότερη πηγή ενέργειας.  Κατά μία έννοια είναι και η αιτία ύπαρξης όλων των άλλων μορφών ενέργειας, αφού λόγω του Ήλιου κινούνται οι Ωκεανοί, δημιουργούνται άνεμοι και διαμορφώνονται οι τοπικές κλιματικές συνθήκες.  Ακόμα, χωρίς τον Ήλιο δεν θα υπήρχαν τα φυτά που αποτέλεσαν την πρώτη ύλη για την δημιουργία των ορυκτών καυσίμων (πετρέλαιο, άνθρακας) πάνω στα οποία βασίζεται σήμερα το σύνολο σχεδόν της παραγωγής ενέργειας.  Αλλά και σαν ποσοστό, η Ηλιακή ενέργεια αποτελεί το 99.98%, ενώ όλες οι άλλες μορφές ενέργειας μαζί (Αιολική, Γεωθερμία κτλ.) το υπόλοιπο 0,02% της συνολικής ενέργειας που παρέχεται από το περιβάλλον.

 

Πώς και κατά πόσο μπορούμε να την εκμεταλλευτούμε ;

Ο ήλιος παρέχει τεράστια ποσά ενέργειας με διάφορες μορφές ακτινοβολίας.  Εάν ήταν δυνατόν να εκμεταλλευτούμε πλήρως την Ηλιακή ενέργεια, θα υπήρχε πλήρης επάρκεια κανένα θέμα εξοικονόμησης ή εύρεσης νέων πηγών ενέργειας.  Σήμερα οι αποδόσεις των ενεργειακών συστημάτων (ηλιακοί συλλέκτες κτλ.) βελτιώνονται διαρκώς, αλλά σε καμμία περίπτωση δεν αρκούν για να καλύψουν την ζήτηση, που συνεχώς αυξάνεται.  Το ίδιο συμβαίνει και με τις διατάξεις εκμετάλλευσης των υπόλοιπων μορφών ενέργειας (ανεμογεννήτριες, γεννήτριες κυμάτων).  Επομένως η βέλτιστη αξιοποίηση της αφειδώς παρεχόμενης ενέργειας από περιβαλλοντικές πηγές είναι μονόδρομος, σε συνδυασμό με την εξοικονόμηση που προτείνει ο Βιοκλιματικός Σχεδιασμός και η Αειφορική διαχείριση γενκότερα.

 

Τι σημαίνει Αειφορία και τι σχέση έχει με τον Βιοκλιματικό Σχεδιασμό ;

Η λέξη παράγεται από τις λέξεις  “αεί” (=για πάντα) και “φέρω” (= έχω) : σε ελεύθερη απόδοση “έχω και θα έχω για πάντα”.   Αφορά στην διαθεσιμότητα των περιβαλλοντικών πόρων και την ορθολογική χρήση τους.  Χρησιμοποιείται για να περιγράψει δράσεις, ενέργειες ή στρατηγικές που λαμβάνουν υπόψη τις συνέπειες στους φυσικούς αλλά και ανθρώπινους πόρους.  Η φιλοσοφία συνοψίζεται στη φράση “δεν κληρονομήσαμε από τους γονείς μας - δανειστήκαμε από τα παιδιά μας”.  Η Βιοκλιματική Αρχιτεκτονική εντάσσεται σαφώς μέσα στα πλαίσια μιας γενικότερης ορθολογικής και αειφορικής διαχείρισης σημαντικών φυσικών και ανθρώπινων πόρων (γη, υγεία).

 

Πηγή: www.ecohouses.gr