.(συνεισφορά σε ομαδική εργασία)
ΜΕΛΕΤΗ
* θέσπιση στόχων εργασίας
* προκαταρτικές μελέτες
* προσχέδια / προμελέτη
* βασικά σχέδια
* τελική μελέτη
* μελέτη εφαρμογής
ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ
* συμφωνητικά κατασκευής
* επίβλεψη
ΠΑΡΑΔΟΣΗ ΚΤΗΡΙΟΥ
* υπογραφή παραλαβής κτηρίου
* χρήση κτηρίου
ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΕΙΣ ΑΝΑ ΣΤΑΔΙΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΜΕΛΕΤΗ * θέσπιση στόχων εργασίας . αναγνώριση μη ενεργοβόρου σχεδιασμού σαν καθοριστικό μέρος της εργασίας.
. θέσπιση στόχων όσον αφορά στην ενεργειακή-περιβαλλοντική επίδοση του κτηρίου
--------------------------------------------
* προκαταρτικές μελέτες . αναγνώριση οικοπέδου όσον αφορά στο ηλιακό φως (άμεσα κέρδη), ανεμοπροστασία και σκίαση
. έρευνα παρόμοιας κτηριακής τυπολογίας και ανάλυση παραδειγμάτων ‘καλής πρακτικής’
. θεώρηση των παραπάνω σε συνάρτηση με το επιθυμητό κόστος κατασκευής
--------------------------------------------
* προσχέδια . τοποθέτηση στο οικόπεδο λαμβάνοντας υπόψη προϋποθέσεις στρατηγικών παθητικών ηλιακών κερδών και φυσικού φωτισμού
. εξασφάλιση άμεσων ηλιακών κερδών στου κύριους χώρους ζωής
. χρήση θερμικής μάζας για αποφυγή μεγάλων διακυμάνσεων της εσωτερικής θερμοκρασίας
. μεγιστοποίηση εισερχόμενων ηλιακών κερδών και φυσικού αερισμού (ανοίγματα) χρησιμοποιώντας ως εργαλεία την κάτοψη και την τομή
. χρήση ‘καλών’ τεχνικών που σχετίζονται με την παροχή νερού και τη διαχείριση απορριμμάτων
. χρήση υλικών που παράγονται τοπικά
. μελέτη εναλλακτικών λύσεων με σκοπό τον καθορισμό του βέλτιστου βασικού σχεδιασμού
--------------------------------------------
* βασικά σχέδια . καθορισμός καθαρών υψών εσωτερικών χώρων σε σχέση με τους στόχους θέρμανσης, δροσισμού και φυσικού φωτισμού
. βελτιστοποίηση ποσοστών εξωτερικών ανοιγμάτων σε σχέση με τα πλήρη στοιχεία του κτηρίου βάσει των στόχων θέρμανσης και φυσικού φωτισμού
. καθορισμός ενεργειακής επίδοσης μηχανολογικών στοιχείων
. υπολογισμός κατανάλωσης ενέργειας και σύγκριση με τους θεσπισμένους στόχους
--------------------------------------------
* τελική μελέτη . οριστικοποίηση κατόψεων, όψεων και τομών σύμφωνα με τις απαιτήσεις για έκδοση πολεοδομικής άδειας / μελέτη πιθανών επιρροών της εφαρμογής της νομοθεσίας στα θέματα φυσικού φωτισμού, φυσικού αερισμού, παθητικά και ενεργειακά συστήματα
. επιλογή υλικών και μεθόδων κατασκευής βάσει της θερμικής μάζας, τη δυνατότητα κατασκευής ανοιγμάτων, τον επιθυμητό τρόπο σκίασης και την πηγή των υλικών
--------------------------------------------
* μελέτη εφαρμογής . καθορισμός και περιγραφή της κατασκευαστικής ποιότητας και του τρόπου διαχείρισης του εργοταξίου
. κατασκευαστικές λεπτομέρειες όσον αφορά τη θερμική συμπεριφορά, φυσικό φωτισμό και ελεγχόμενο φυσικό αερισμό
. καθορισμός τύπου κουφωμάτων και υαλοπινάκων με γνώμονα την ενεργειακή επίδοση του κτηρίου
. καθορισμός εσωτερικών και εξωτερικών τελικών επικαλύψεων με γνώμονα τη φιλικότητα των υλικών προς το περιβάλλον και τους ζωντανούς οργανισμούς
. καθορισμός ενεργειακής απόδοσης όλων των μηχανολογικών βοηθημάτων για τον έλεγχο του εσωκλίματος
. καθορισμός τύπου ηλεκτρικών εγκαταστάσεων και τύπου λαμπτήρων βάσει της ενεργειακής τους κατανάλωσης και του βαθμού φιλικότητάς τους προς το περιβάλλον
. καθορισμός υδραυλικής εγκατάστασης βάσει των δυνατοτήτων μέγιστης εξοικονόμησης νερού
--------------------------------------------
ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ
* συμφωνητικά κατασκευής . καθορισμός και παρουσίαση των περιβαλλοντικά σχετιζόμενων απαιτήσεων της κατασκευής στους υπεργολάβους
. καθορισμός διαφορετικών λειτουργιών από αυτές που εφαρμόζονται στην ευρέως εφαρμοσμένη μεθοδολογία κατασκευής (αν υπάρχουν)
--------------------------------------------
* επίβλεψη . προστασία όσο μεγαλύτερου φυσικού περιβάλλοντος είναι δυνατόν
. προσοχή στον τρόπο εφαρμογής της μόνωσης με γνώμονα την αποφυγή δημιουργίας θερμογεφυρών
. προσοχή και αποφυγή αντικατάστασης υλικών από τον εργολάβο χωρίς την έγκριση του αρχιτέκτονα
. εξασφάλιση καλών πρακτικών απομάκρυνσης υλικών και απορριμμάτων
--------------------------------------------
ΠΑΡΑΔΟΣΗ ΚΤΗΡΙΟΥ * υπογραφή παραλαβής κτηρίου . προσφορά πληροφοριών σε ιδιοκτήτη έτσι ώστε να εξασφαλισθεί η κατανόηση των βασικών αρχών διαχείρισης εσωκλίματος και χρήσης-συντήρησης βοηθητικών συστημάτων
. επίδειξη του τρόπου εξασφάλισης μέγιστης απόδοσης από τα ενεργητικά βοηθητικά συστήματα
--------------------------------------------
* χρήση κτηρίου . παρακολούθηση ενεργειακής κατανάλωσης και σύγκριση των αναμενόμενων τιμών
--------------------------------------------
* συντήρηση και ανακαίνιση . χρήση φιλικών προς το περιβάλλον επικαλύψεων εκεί που τέτοια έχουν και αρχικά χρησιμοποιηθεί
. χρήση περιβαλλοντικά αποδεκτών υλικών καθαρισμού
. παραλαβή ενεργειακής-περιβαλλοντικής μελέτης σε προτάσεις ανακαίνισης
. έρευνα για πιθανές αναβαθμίσεις στα ενεργητικά βοηθητικά συστήματα
. έρευνα για πιθανή δυνατότητα αναβάθμισης του κελύφους
******************************************************************
******************************************************************
******************************************************************
1. ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ1.1 Εισαγωγή
1.2 Περιβαλλοντικά υπεύθυνες στρατηγικές στη διαδικασία σχεδιασμού
1.3 Στόχοι
1.4 Η διαδικασία εισαγωγής περιβαλλοντικά υπευθύνων στρατηγικών
1.5 Τα στάδια σχεδιασμού
1.5.1 Τα προκαταρτικά στάδια του περιβαλλοντικά υπέυθυνου σχεδιασμού
1.5.2 Εξασφαλίζοντας ηλιακά κέρδη
1.5.3 Εσωτερική οργάνωση και χρήση θερμικών ζωνών
1.5.4 Συμπαγής φόρμα
1.5.5 Σχεδιασμός όψεων
1.6 Εργαλεία ανάλυσης και αξιολόγησης (?)
ΑΝΑΠΤΥΓΜΕΝΟ ΚΕΙΜΕΝΟ:1. ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ
1.1. Εισαγωγή
Η συμμετοχή των κτηρίων στα περιβαλλοντκά προβλήματα που σχετίζονται με το φαινόμενο του θερμοκηπίου αλλά και στην εξάρτησή μας από τα ορυκτά καύσιμα είναι πλέον αναγνωρισμένη και ποσοτικοποιημένη.
Η στενή σχέση μεταξύ της ενεργειακής κατανάλωσης των κτηρίων και της ζημιάς στο φυσικό περιβάλλον μας βασίζεται στην ευρεία και μονοδιάστατη εφαρμογή τεχνητών, όχι φυσικών λύσεων, για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών των κτηρίων μας. Στη βάση αυτή χρησιμοποιούμε μηχανικά συστήματα για να ικανοποιήσουμε τις ανάγκες των κτηρίων για θέρμανση, ψύξη και φωτισμό, ανάγκες οι οποίες σε μεγάλο τους ποσοστό δημιουργούνται μέσω του ανεπαρκή αρχιτεκτονικού σχεδιασμού που έχει ως αποτέλεσμα υψηλά ενεργοβόρα κτήρια.
Μεταβάλλοντας τον τρόπο που προσεγγίζουμε τον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό, μπορούμε να προσφέρουμε κτήρια που καλύπτουν τις ανάγκες τους για θερμική και οπτική άνεση καταναλώνοντας λιγότερη ενέργεια και έχοντας έτσι μικρότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα, ελαχιστοποιώντας την αρνητική τους επίδραση στο περιβάλλον.
Είναι αναμενώμενο ότι με τη συνεχή ενημέρωση των πολιτών για τα περιβαλλοντικά θέματα και ανάγκες, η ευαισθητοποίηση των Εργοδοτών όσον αφορά στη μη ενεργοβόρα αρχιτεκτονική θα δημιουργήσει απαιτήσεις για την ένταξη περιβαλλοντικών παραμέτρων στη διαδικασία αρχιτεκτονικού σχεδιασμού η οποίες σε συνδιασμό με την ευθύνη των αρχιτεκτόνων για μιά ποιοτική συνεισφορά μέσω της εργασίας τους, θα διαμορφώσουν το νέο πλαίσιο στο οποίο θα αναπτύσεται ο αρχιτεκτονικός σχεδιασμός των κτηρίων.
Παρακάτω περιγράφονται συγκεκριμένες στρατηγικές σχεδιασμού οι οποίες μπορούν να εφαρμοσθούν από τους αρχιτέκτονες κατά τη διάρκεια της παραγωγής αρχιτεκτονικών μελετών που θα έχον ως αποτέλεσμα καλύτερα, λογικότερ, λιγότερο ενεργοβόρα και περισσότερο φιλικά προς το περιβάλλον κτήρια.
1.2. Περιβαλλοντικά υπεύθυνες στρατηγικές στη διαδικασία του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού
Η διαδικασία οτυ αρχιτεκτονικού σχεδιασμού κατά τη διάρκεια του τελευταίου αιώνα έχει χαρακτηρισθεί από το fragmentation της με τα θέματα εμφάνισης και εσωτερικής διάταξης να ανήκουν στο πεδίο γνώσης του αρχιτέκτονα αλλά με τα θέματα που αφορούν στη δημιουργία και διατήρηση των επιθυμητών εσωκλιματικών συνθηκών του κτηρίου να αντιμετωπίζονται από μηχανολόγουςμε λύσεις που παράγονται με μια αυτόνομη διαδικασία, απομονωμένη από τη διαδικασία σχεδιασμού.
Η διαδικασία αυτή έχει ως αποτέλεσμα την αντιμετώπιση των απαιτήσεων θερμικής και οπτικής άνεσης εντός των κτηρίων να αντιμετωπίζεται με την εισαγωγή μηχανημάτων (συνήθως κατασκευασμένα εκτός της χώρας μας) τα οποία διατηρούν το εσωκλίμα στα επιθυμητά επίπεδα με τεχνητό τρόπο, καταναλώνοντας ενέργεια και αποκόπτοντας την ουσιώδη σχέση και σύνδεση του κτηρίου με το περιβάλλον του, ανακόπτωντας με αυτό τον τρόπο την ανάπτυξη της επιστήμης της αρχιτεκτονικής ως προιόν του τόπου στον οποίο βρίσκεται το κτήριο και οι χρήστες του.
Η ενεργειακή απόδοση του κτηρίου για παράδειγμα, αντιμετωπίζεται συνήθως στη βάση της μελέτης των μηχανημάτων τα οποία θα εισαχθούν στην ήδη διαμορφωμένη αρχιτεκτονική μελέτη έτσι ώστε να καλυφθούν οι ανάκες για θέρμανση. Μια περιβαλλοντικά υπεύθυνη προσσέγγιση είναι το κέλυφος του κρηρίου να αντιμετωπιστεί σαν μηχανισμός ο οποίος έχει ουσιαστική επίδραση στη δημιουργία των αναγκών θέρμανσης του κτηρίου αλλά και στην κάλυψή τους. Με τον τρόπο αυτό η κάλυψη των θερμικών αναγκών αποτελεί αντικείμενο και ευθύνη του αρχιτέκτονα.
Η θερμική συμπεριφορά του κτηρίου αποτελεί ένα από τα αντικείμενα που είναι ενεργά κατά τη διάρκεια του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού. Η ποιότητα του χώρου, η ακουστική και η οπτική άνεση αποτελούν επίσης σημαντικές παραμέτους οι οποίες αξιολογούνται και ιεραρχούνται από τον αρχιτέκτονα βάσει του τύπου του κτηρίου που μελετάται.
Ο αρχιτέκτων έχει την ευθύνη επιλογής του τρόπουκαι του βαθμού με τον οποίο θα ενταχθούν οι περιβαλλοντικά υπέυθυνες στρατηγικές σχεδιασμού στην αρχιτεκτονική παραγωγική διαδικασία.
1.3. Στόχοι απόδοσης
Κατά τη διαδικασία σχεδιασμού είναι σημαντικό να έχει ορισθεί το αντικείμενο και ο σκοπός της μελέτης. Ο στόχος της κάλυψης των αναγκών του χρήστη για ένα ικανοποιητικό και υγειές περιβάλλον εντός του κτηρίου περιλαμβάνει τη δημιουργία και διατήρηση συγκεκριμένων επιπέδων θερμικής, οπτικής και ακουστικής άνεσης, κατά τη διάρκεια του εικοσιτεραώρου καθόλη τη διάρκεια του έτους. Συνεπώς είναι απαραίτητη η γνώση των απαιτήσεων του χρήστη όσον αφορά στη χρήση του κτηρίου και των βασικών αρχιτεκτονικών τεχνικών και στρατηγικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κάλυψη των αναγκών αυτών με τρόπο περιβαλλοντικά υπεύθυνο και μη ενεργοβόρο.
Το πρώτο στάδιο του περιβαλλοντικά υπεύθυνου αρχιτεκτονικού σχεδιασμού περιλαμβάνει την καταγραφή των επιθυμητών επιδόσεων του κτηρίου.
Αυτή θα περιλαμβάνει τον ορισμό των αποδεκτών θερμικών συνθηκών εντός του κτηρίου όπως αυτές προκύπτουν από τη χρήση των χώρων από τους χρήστες του κτηρίου κατά τη διάρκεια όλων το ωρών της ημέρας και των εποχών του έτους.
Οι παράγωντες που πρέπει να ορισθούν είναι η εσωτερική θερμοκρασία του κτηρίου, οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας αυτής, ο ρυθμός εναλλαγής εσωτερικού αέρα, η θερμοκρασία των επιφανειών του εσωτερικού χώρου και τα επίπεδα φωτισμού.
Στο επόμενο στάδιο ο αρχιτέκτων πρέπει να ορίσει τις τεχνικές και διαδικασίες αυτές που θα δημιουργήσουν και θα υποστηρίξουν τη διατήρηση των συνθηκών αυτών βάσει των ενεργειακών τους απαιτήσεων. Συγκεκριμένα, ο αρχιτέκτων πρέπει να ορίσει τις απαιτήσεις για θέρμανση, δροσισμό, αερισμό, φωτισμό, καθορισμό επιθυμητών επιπέδων υγρασίας, απαιτήσεις για τις ανάγκες της κουζίνας και του μπάνιου.
Ρεαλιστικοί στόχοι ενεργειακής απόδοσης μπορούν να θεσπιστούν και να έχουν ως αποτέλεσμα σημαντική μείωση στην κατανάλωση ενέργειας του κτηρίου αλλά και να επιτρέψουν στη χρήση αναννεώσιμων πηγών ενέργειας σε επίπεδο κτηρίου. Αυτοί οι στόχοι ενεργειακής απόδοσης πρέπει να αναθεωρούνται και να αναδιατυπώνονται κατά τη διάρκεια των φάσεων του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού σε μια διαδραστική και αληλλεξαρτόμενη διαδικασία. Οι στόχοι αυτοί αποτελούν τις βάσεις για έναν επαρκή και αποιοτικό αρχιτεκτονικό σχεδιασμό. Για παράδειγμα, εαν τα θέματα υπερθέρμανσης και ψύξης του κτηρίου υπάρχουν από την αρχή του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού, αυτά θα αντιμετωπιστούν με τρόπο αρχιτεκτονικό που σχετίζεται με το σχεδιασμό των ανοιγμάτων και των συστημάτων σκιασμού του κτηρίου και όχι με κοστοβόρα μηχανήματα που θα αντιμετωπίζουν ένα πρόβλημα που εμείς δημιουργήσαμε με τρόπο τεχνητό έξω από το πεδίο της Τέχνης και Επιστήμης αρχιτεκτονικού σχεδιασμού, επιρρεάζοντας παράλληλα το ρόλο και τη σημασία της αρχιτεκτονικής στην δημιουργία ενός υγειούς δομημένου περιβάλλοντος και πολιτιστικών αξιών που αφορούν τη σχέση του χρήστη με το περιβάλλον του.
Εκτός από τη δυνατότητα του αρχιτέκτονα να ορίσει τους ενεργειακούς στόχους του κτηρίου του, αυτοί οι στόχοι μπορούν επισης να θεσπιστούν από το κράτος με τη μορφή υποχρεωτικών απαιτήσεων όσον αφορά στο αρχιτεκτονικό σχεδιασμό. Οποιαδήποτε ανεπάρκεια εφαρμογής περιβαλλοντικά υπέυθυνων στρατηγικών εκ μέρους των αρχιτεκτόνων θα οδηγήσει σε όλο και πιό σκληρές νομοθετικές διατάξεις που θα επιβάλουν συγκεκριμένες λύσεις και εφαρμογές στη διαδικασία παραγωγής των κτηρίων με τρόπο που ίσως βρίσκεται σε αντίθεση με την πολυμορφικότητα και τον πλούσιο χαρακτήρα της Τέχνης και της Επιστήμης της αρχιτεκτονικής και επομένως και με τη δυνατότητά της για πολιτιστική και κοινωνική συνεισφορά.
1.4. Η διαδικασία ένταξης περιβαλλοντικά υπευθύνων στρατηγικών στο σχεδιασμό
Ο αρχιτεκτονικός σχεδιασμός χαρακτηρίζεται από τη θέσπιση συγκεκριμένων στόχων οι οποίοι αποτελούν τα εργαλεία αξιολόγησης της καταλληλότητας των λύσεων προς εκτίμηση και της διαδικασίας επιλογής των βέλτιστων επιλογών.
Η σχετική αξία του κάθε στόχου σε σχέση με τους άλλους αποτελεί τον οδηγό στην συγκριτική αυτή διαδικασία επιλογής και ο ορισμός της απο τον αρχιτέκτονα είναι απαραίτητη προυπόθεση για τη συνέχιση της συστημική διαδικασίας λήψης αποφάσεων που θα καθορίσουν τα χαρακτηριστικά του κτηρίου και τις δυνατότητες ενεργειακής του απόδοσης με φυσικό τρόπο .
Η διαδικασία θέσπισης των στόχων και ο τρόπος που αυτοί οι στόχοι εντάσσονται στο σχεδιασμό του κτηρίου απεικονίζεται στο σχήμα 1.1 όπου η διαδικασία σχεδιασμού παρουσιάζεται ως μια κυκλικλη διαδικασία που αναπτύσσεται με σπειροηδή τρόπο και στην οποία οι θεσπισμένοι στόχοι επανεξετάζονται σε κάθε στάδιο της ανάπτυξης του σχεδιασμού από την αρχή εως και την ολοκλήρωσή του.
Καθώς ο αρχιτέκτων κινήται εντός της σπειροειδούς αυτής διαδικασίας αντιμετωπίζει μία μία τις παραμέτρους του σχεδιασμού σε μια προσπάθεια να συνδιάσει τις απαιτήσεις όλων με τρόπο δημιουργικό που θα οδηγήσει στον καθορισμό της αρχιτεκτονικής δομής του κτηρίου. Καθώς προχωρά στη σπειροειδή αυτή διαδικασία ενώ ο σχεδιασμός αναπτύσεται στις λεπτομέρειές του, η ποσότητα ειδικευμένης γνώσης που απαιτήται αυξάνει. Ο αρχιτέκτων τότε, πρέπει να λάβει τεχνικές πληροφορίες από εξειδικευμένους εξωτερικούς συνεργάτες όπου και όταν αυτό απαιτήται. Όσο πιό υψηλοί είναι οι στόχοι της εργασίας και όσο πιό πολύπλοκος ο χαρακτήρας του κτηρίου τόσο πιό σύντομα παρουσιάζεται η ανάγκη ένταξης εξειδικευμένης πληροφορίας στη διαδικασία του σχεδιασμού.
1.5. Τα στάδια σχεδιασμού
Η μεγαλύτερες δυνατότητες βελτίωσης της ενεργειακής κατανάλωσης ενός κτηρίου παρουσιάζονται στα αρχικά στάδια του σχεδιασμου του. Εκεί λαμβάνονται καθοριστικές αποφάσεις όπως η τοποθέτηση ου κτηρίου στο οικοπεδο και τα επιθυμητά χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος χώρου, το σχήμα και ο προσανατολισμός, η εσωτερική διαμόρφωση των χώρων και οι στρατηγιές λήψης θερμικών ηλιακών κερδών.
Σε περίπτωση που δεν αντιμετωπισθούν τα παραπάνω θέματα προκαταρτικού σχεδιασμού σαν ευκαιρείες για την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας του κτηρίου, θα έχει χαθεί η δυνατότητα επίτευξης σημαντικής εξοικονόμησης ενέργειας μέσω του σχεδιασμού. Στα επόμενα στάδια θα απαιτήται μεγαλύτερη, πολυπλοκότερη και πιθανώς πιό δαπανηρή προσπάθεια για την αντιμετώπιση των ίδιων ενεργειακών απαιτήσεων.
1.5.1. Τα προκαταρτικά στάδια του περιβαλλοντικά υπεύθυνου αρχιτεκτονικού σχεδιασμού
Εφαρμόζοντας περιβαλλοντικά υπεύθυνες στρατηγικές σχεδιασμού, αξιοποιήται η δυνατότητα του κελύφους του κτηρίου να ελέγχξει τα επίπεδα θερμικής ενέργειας και φυσικού φωτισμού που εισέρχονται στο κτήριο.
Η φυσική ενέργεια που υπάρχει λόγω του ηλίου, του ανέμου και των διαφορών της θερμοκρασίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί έτσι ώστε το κτήριο να θερμαίνεται το χειμώνα, να δροσίζεται το καλοκαίρι και να απολαμβάνει φυσικό φωτισμό καθόλη τη διάρκεια του έτους.
Η σχέση μεταξύ του εσωτερικού χώρου και του εξωτερικού και κατεπέκταση η υπο διαμόρφωση σχέση του άνθρωπου με τη φύση μέσω του δομημένυ περιβάλλοντος εντός του οποίου αναπτύσεται διαμορφώνεται ανάλογα με τις σχεδιαστικές μας επιλογές στο στάδιο αυτό.
Είναι γενικά αποδεκτός κανόνας ότι ο σχεδιασμός που τοποθετεί φυσικές λύσεις πριν τις τεχητές-μηχανολογικές για την κάλυψη των αναγκών του κτηρίου έχει τις περισσότερες πιθανότητες να πρικαλέσει μικρότερη περιβαλλοντική ζημιά.
Με βάση τα παραπάνω, η θέρμανση του κτηρίου με ηλιακά θερμικά κέρδη πρέπει να προηγηθεί της εισαγωγής συστημάτων που είναι τεχνητά η χρησιμοποιούν μη αναννεώσιμες πηγές ενέργειας, ο φυσικός σωτισμός του κτηρίου πρέπει να σχεδιάζεται πριν το σχεδιασμό του τεχνητού φωτισμού, ο δροσισμός του κτηρίου πρέπει να γίνεται αποκλειστικά με φυσικό τρόπο, τα μηχανικά συστήματα ψύξης πρέπει εν γέννει να αποφεύγονται όσο αυτό είναι δυνατόν.
Όπως ήδη αναφέρθηκε παραπάνω οι αποφάσεις που λαμβάνονται από τους αρχιτέκτονες στα πρώτα στάδια του σχεδιασμού επιρρεάζουν σε μέγιστο βαθμό τη δυνατότητα εξοικονόμησης της κατανάλωσης ενέργειας στα κτήρια. Παρακάτω περιγράφονται τα αντικείμενα σχεδιασμού που θεωρούνται σημαντικά στα πρώτα στάδια της αρχιτεκτονικής σύνθεσης.
1.5.2. Εξασφαλίζοντας ηλιακά κέρδη
Όταν ζητείται η συνδρομή του αρχιτέκτονα στην επιλογή οικοπέδου για ανάπτυξη πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η δυνατότητα του οικοπέδου να δέχεται ηλιακά θερμικά κέρδη.
Κατά την τοποθέτηση του οικοπέδου πρέπει να επιδιώκεται η βέλτιστη ηλιακή πρόσπτωση επί της πλευράς του κτηρίου στην οποία βρίσκονται οι κύριοι χώροι.
Πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη η μελλοντική ανάπτυξη της περιοχής με όμορα κτίσματα και η μελλοντική ανάπτυξη των φυτών καθώς και οι δύο παράμετροι θα επιρεάσσουν την δυνατότητα των ακτίνων του ηλίου να εισέρθουν στο κτήριο.
1.5.3. Εσωτερική οργάνωση και χρήση θερμικών ζωνών
Οι χώροι που δεν έχουν υψηλές παιτήσεις θέρμανσης όπως αποθήκες, σκάλες, μπάνια, υπνοδωμάτια και διάδρομοι πρέπει να τοποθετούνται στη βόρεια πλευρά του κτηρίου.
Χώροι που απαιτούν θέρμανση όπως είναι οι κύριοι χώροι ζωής πρρέπει να τοποθετούνται στη νότια πλευρά του κτηρίου.
1.5.4. Συμπαγής φόρμα
Η διαφυγή θερμότητας μέσω του κελύφους του κτηρίου ελαχιστοποιείται όταν το σχήμα του κτηρίου είναι συμπαγές.
1.5.5. Σχεδιασμός όψεων
Η όψη των κτηρίων απότελεί την περιοχή η οποία συνδέει το εξωτερικό με το εσωτερικό περιβάλλον και καθορίζει τη διαδραστική σχέση του κτηρίου με το εξωτερικό κλίμα. Η όψη του κτηρίου καθορίζει σε μέγιστο βαθμό τον τρόπο που οι δεδομένες εξωτερικές κλιματικές συνθήκες μετατρέπονται στις επιθυμητές εσωκλιματικές συνθήκες και προσφέρουν την απαιτούμενη θερμική και οπτική άνεση στο χρήστη.
Συνεπώς είναι απαράιτητο, κάθε όψη να σχεδιάζεται σύμφωνα με τις ιδιέταιρες εξωτερικές συνθήκες που επικρατούν στην κάθε πλευρά του κτηρίου και όχι ως εικονολατρική διαδικασία που δεν ανταποκρίνεται στο σκοπό του κτηρίου ως ρυθμιστή συγκεκριμένων εσψκλιματικών συνθηκών.
Αποφάσεις που αφορούν στην ολική επιφάνεια των υαλοπινάκων και τη διανομή της στις όψεις του κτηρίου, στους μηχανισμούς σκίασης που επιρρεάζουν τη μορφή του κτηρίου και τον τύπο των υαλοπινάκων, πρέπει να λαμβάνοναι σε συνάρτηση με το ρόλο των όψεων ως ρυθμιστή του εσωκλίματος του κτηρίου.
******************************************************************
******************************************************************
******************************************************************
******************************************************************
******************************************************************
******************************************************************
1. ΟΔΗΓΙΕΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ
1. Εισαγωγή
1.1.1. Στόχος οδηγιών
1.1.2. Προοπτικές και περιορισμοί των γενικών οδηγιών
2. Οδηγίες για πολεοδομικό σχεδιασμό
1.2.1. …..
1.2.2. …..
1.2.3. …..
1.2.4. …..
3. Οδηγίες σχεδιασμού κατοικιών
1.3.1. Οικόπεδο
1.3.2. Φόρμα κτηρίου
1.3.3. Προσανατολισμός
1.3.4. Ζώνες
1.3.5. Μόνωση
1.3.6. Uncontrolled κυκλοφορία αέρα
1.3.7. Παθητική ηλιακή θέρμανση
1.3.8. Βοηθητική μηχανική θέρμανση
1.3.9. Παθητικός δροσισμός
1.3.10. Φυσικός αερισμός
1.3.11. Μηχανικός αερισμός
1.3.12. Φυσικός φωτισμός
1.3.13. Τεχνητός φωτισμός
1.3.14. Ζεστό νερό χρήσης
1.3.15. Δημιουργία και διανομή θερμότητας
1.3.16. Συμπεριφορά χρηστών
4. Οδηγίες σχεδιασμού non residential
1.4.1. Τοποθέτηση στο οικόπεδο και προσανατολισμός
1.4.2. Σχήμα κτηρίου για ηλιακή θέρμανση
1.4.3. Ζώνες
1.4.4. Φυσικός φωτισμός
1.4.5. Τεχνητός φωτισμός
1.4.6. Αποφυσή υπερθέρμανσης και παθητικός (φυσικός) δροσισμός
1.4.7. Μηχανικός δροσισμός
1.4.8. Φυσικός αερισμός
1.4.9. Μηχανικός αερισμός
1.4.10. Ζεστό νερό χρήσης
1.4.11. Συμπεριφορά χρηστών
5. Επιλογή υλικών
ΑΝΑΠΤΥΓΜΕΝΟ KEIMENO10 ΟΔΗΓΙΕΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ
10.1.0 Εισαγωγή28-45% κατανάλωση ενέργειας στην Ευρώπη από κτήρια και 2/3 αυτών από κατοικίες.
13% ενέργειας από κτήρια προέρχεται από ηλιακή ενέργεια [1].
Με καλή πρακτική χρήση ηλιακής ενέργειας μπορεί να αυξηθεί σε 50% μέχρι το 2020. Σε συγκεκριμένες περιπτώσεις με τη βέλτιστο δυνατό συνδιασμό όλων των παραμέτρων μπορεί να φτάσει το 87%
10.1.1 Στόχος οδηγιών
Κατάλληλες πληροφορίες για τα στάδια των στρατηγικών αποφάσεων με στόχο την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας στο δομημένο περιβάλλον χωρίς αυτή να υποθηκεύει την ποιότητα της εμπειρίας της χρήσης και ζωής εντός του κτηρίου/πόλης.
10.1.2 Προοπτικές και περιορισμοί των γενικών οδηγιών
Οι γενικές οδηγίες στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό δεν είναι ποτέ περιγραφικές αλλά πρέπει να έχουν ως στόχο τη θέσπιση στόχων και στρατηγικών που θα επιτρέψουν και θα ενθαρρύνουν καινοτόμο σχεδιασμό και σχεδιαστικές λύσεις.
Ο χαρακτήρας και η ενεργειακή επίδοση του κτηρίου εξαρτάται σε μέγιστο βαθμό από τα αρχικά στάδια σχεδιασμού όπου και τίθενται οι βάσεις και η φιλοσοφία και του χαρακτήρα και του τρόπου λειτουργίας του. Οποιεσδήποτε δευτερογενείς ενισχυτικές κινήσεις βελτίωσης της ενεργειακής επίδοσης των κτηρίων με πρόσθετη μόνωσή τους και υψηλής απόδοσης μηχανολογικό εξοπλισμό αποτελούν συμπληρωματικές ενέργειες που λειτουργούν ενισχυτικά του ορθού αρχιτεκτονικού σχεδιασμού και εφόσον οι στόχοι δεν έχουν επιτευχθεί με αυτόν.
10.2 Οδηγίες για πολεοδομικό σχεδιασμό10.2.0 ….
10.2.1 ….
10.2.2 ….
10.2.3 ….
**** 10.3 Οδηγίες σχεδιασμού κατοικιών10.3.0 Οικόπεδο10.3.0.1 Αντικείμενο
Να τοποθετηθεί το κτήριο εντός του οικοπέδου με το βέλτιστο τρόπο έτσι ώστε να δημιουργηθούν οι βέλτιστες συνθήκες του μικροκλίματος που θα προσφέρουν τις μεγαλύτερες συνθήκες θερμικής άνεσης εξωτερικά και εσωτερικά του κτηρίου.
10.3.0.2 Κατευθύνσεις
10.3.0.2.1 Ανάλυση των συνθηκών σκιασμού του οικοπέδου από δέντρα και κτήρια κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Τοποθέτηση του κτηρίου στο χώρο με την περισσότερη ηλιοφάνεια κατά τις ώρες 08.00 πμ – 16.00 μμ
10.3.0.2.2 Τοποθέτηση κτηρίων και υψηλού πρασίνου έτσι ώστε να είναι δυνατός ο ηλιασμός των κτηρίων κατά τη διάρκεια του χειμώνα.
Τοποθέτηση των ψηλότερων κτηρίων στα βόρεια των χαμηλότερων έτσι ώστε αυτά να μην σκιάζονται αφαιρώντας τους τη δυνατότητα απόκτησης θερμικών κερδών.
10.3.0.2.3 Η τοποθέτηση κτηρίων κοντά στο βόρειο σύνορο του οικοπέδου μεγιστοποιεί τις δυνατότητες ελέγχου σκίασης και ηλιασμού καθώς μεγιστοποιείται ο χώρος του οικοπέδου στον οποίο υπάρχει ηλιακή πρόσπτωση.
10.3.0.2.4 Στις περιπτώσεις που υπάρχει διαφυγή θερμικών κερδών λόγω ισχυρών περιοδικών, εποχιακών ή μόνιμων ανέμων συνιστάται η μείωση της επίδρασης του ανέμου μέσω της φυσικής ή τεχνητής μορφολογίας του εδάφους, και της δημιουργίας προστατευτικών φραγμάτων μέσω της φύτευσης συγκεκριμένων ειδών, πυκνότητας και ύψους πρασίνου έτσι ώστε να αποκρούεται ή να μειώνεται ο άνεμος χωρίς να μειώνεται η δυνατότητα του κτηρίου να δεχθεί τα ηλιακά κέρδη. Η στρατηγική αυτή βελτιώνει επίσης της συνθήκες εξωτερικά του κτηρίου και την ποιότητα της σχέσης των ανθρώπινων δραστηριοτήτων εντός και εκτός αυτού.
10.3.0.2.5 Κατά τη διάρκεια των θερμών περιόδων μειώστε τα ηλιακά κέρδη επί του κτηρίου προσφέροντας σκίαση με χρήση φυτών και δέντρων κοντά στο κτήριο χωρίς να μειώνεται η χειμερινή ηλιακή πρόσπτωση. Χρησιμοποιήστε φυλλοβόλα φυτά για το σκοπό αυτό.
10.3.0.2.6 Στις περιπτώσεις που χρειάζεται δροσισμός κατά τις θερμές περιόδους χρησιμοποιήστε την φυσική ή τεχνητή μορφολογία του εδάφους και τα φυτά έτσι ώστε να οδηγείται ο αέρας γύρω από το κτήριο μεγιστοποιώντας έτσι το βαθμό φυσικού αερισμού.
10.3.1 Φόρμα κτηρίου10.3.1.1 Αντικείμενο
Να σχεδιαστεί ο όγκος και το σχήμα του κτηρίου έτσι ώστε μα μεγιστοποιηθεί η δυνατότητα συλλογής ηλιακών κερδών και να ελαχιστοποιηθεί η διαφυγή θερμικής ενέργειας μέσω του κελύφους.
10.3.1.2 Κατευθύνσεις
10.3.1.2.1 Μεγιστοποιήση της επιφάνειας του κελύφους που μπορεί να δέχεται ηλιακά κέρδη και ελαχιστοποίηση των υπόλοιπων εξωτερικών επιφανειών.
Σε κτήρια τα οποία τοποθετούνται ελεύθερα στο οικόπεδο, μια σχέση που έχει καλά αποτελέσματα όσον αφορά στο παραπάνω είναι η νότια επιφάνεια να είναι 1.5 με 3 φορές μεγαλύτερη από τη δυτιή ή την ανατολική.
10.3.1.2.2 Μείωση της αναλογίας μεταξύ επιφάνειας κτηρίου και όγκου κτηρίου με σκοπό να δημιουργηθεί ένα όσο το δυνατόν πιό συμπαγές/μαζεμένο? κτήριο (compact).
Οι ελεύθερα τοποθετημένες κατοικίες καταγράφουν περίπου διπλή κατανάλωση ενέργειας σε σχέση με τις κατοικίες-διαμερίσματα εντός μίας πολυκατοικίας. Στα διαμερίσματα της πολυκατοικίας παρατηρείται επίσης χαμηλότερη δυνατότητα εισροής ηλιακών κερδών αλλά αυτό ισσοβαθμίζεται με τις μειωμένες απώλειες θερμικών κερδών.
10.3.2 Προσανατολισμός10.3.2.1 Αντικείμενο
Να τοποθετηθεί προσεκτικά το κτήριο λαμβάνοντας υπόψη το μικροκλίμα και την ηλιακή πρόσπτωση έτσι ώστε να αυξηθούν οι δυνατότητες εξοικονόμησης ενέργειας.
10.3.2.2 Κατευθύνσεις
10.3.2.2.1 Τοποθετήστε το κτήριο έτσι ώστε η μεγαλύτερη πλευρά του να είναι προσανατολισμένη στο νότο έτσι ώστε να δημιουργηθο΄ν οι μέγιστες δυνατότητες συλλογής ηλιακών κερδών.
10.3.2.2.2 Στο σχεδιασμό κτηρίων διαμερισμάτων, γενικά, τα διαμερίσματα με τους περισσότερους εξωτερικούς τοίχους έχουν μεγαλύτερες θερμικές απώλειες από αυτά με λιγότερους εξωτερικούς τοίχους. Αυτό μπορεί να αντιμετωπισθεί με τοποθέτηση αυξημένης μόνωσης. Οι θερμικές απώλειες ενός διαμερίσματος που βρίσκεται στη βορειοδυτική γωνία του κτηρίου μπορεί να έχουν τις διπλές τιμές από τις αντίστοιχες απώλειες ενός διαμερίσματος που βρίσκεται στο κέντρο της νότιας όψης.
10.3.3 Ζώνες10.3.3.1 Αντικείμενο
Η βελτιστοποίηση του τρόπου κατανάλωσης ενέργειας με την τοποθέτηση των εσωτερικών χώρων του κτηρίου σύμφωνα μα τις ενεργειακές τους απαιτήσεις για θέρμανση και ψύξη.
10.3.3.2 Κατευθύνσεις
10.3.3.2.1 Τοποθετήστε τους χώρους που έχουν τις μεγαλύτερες ανάγκες θέρμανσης κοντά ή σε επαφή με τις προσόψεις που δέχονται τη μεγαλύτερη ηλιακή ενέργεια και τους χώρους που δεν έχουν μεγάλες ανάγκες θέρμανσης, όπως είναι οι σκάλες, οι αποθηκευτικοί χώροι κτλ σε μεγαλύτερη απόσταση από τις προσόψεις αυτές.
Στις περιπτώσεις που οι απαιτήσεις για ψύξη υπερισχύουν των απαιτήσεων για θέρμανση η παραπάνω διάταξη χρησιμοποιήται με αντίστροφο τρόπο.
10.3.3.2.2 Διαχωρίστε τους ηλιακούς χώρους από τους όμορους θερμαινόμενους χώρους με αεροστεγείς πόρτες ή παράθυρα.
10.3.3.2.3 Προστατεύστε τις εισόδους του κτηρίου από τους ψυχρούς ανέμους τοποθετόντας τες σε υπήνεμα μέρη του κτηρίου (σταβέντα). Χρησιμοποιήστε χωλ εισόδου τα οποία δεν επιτρέπουν τη είσοδο ψυχρού αέρα εντός του κτηρίου κατά τη διάρκεια χρήσης της εισόδου από τους χρήστες.
10.3.4 Μόνωση10.3.4.1 Αντικείμενο
Να μειωθούν οι απώλειες θερμότητας μέσω του κελύφους του κτηρίου με τη χρήση βελτιωμένης ποιότητας μόνωσης.
10.3.4.2 Κατευθύνσεις
10.3.4.2.1 Η μόνωση του κτηρίου πρέπει να αποφασίζεται σε συνάρτηση με το τοπικό μικροκλίμα και τις απαιτήσεις του χρήστη.
Ο βαθμός θερμοαγωγιμότητας (U-Value) της όψης του κτηρίου εαν πολλαπλασιαστεί με ένα συντελεστή που σχετίζεται με τι κλίμα προσφέρει ένα χονδρικό υπολογισμό για την ετήσια ποσότητα ενέργειας (σε λίτρα πετρελαίου ή κυβικά αερίου) που χάνεται μέσω της όψης αυτής:
Βαθμοημέρες θέρμανσης Συντελεστής
(βάση 20C)
1700 4
2600 6
3400 8
4300 10
Παράδειγμα: Σε κλιματική περιοχή με 3400 βαθοημέρες θέρμανσης, ένας τοίχος 1μ2 με συντελεστή θερμοαγωγιμότητας (U) = 0,8 w/m2*K επιτρέπει διαρρή θερμικής ενέργειας προς τα έξω 0,8*8 = 64 λίτρα πετρελαίου ανά έτος. (Goulding, Lewis, Steemers: Energy in Architecture, Commission of the European Communities, 1994)
10.3.4.2.2 Αποφύγετε τη δημιουργία θερμογεφυρών. Αυτές δημιουργούνται όταν η μόνωση παρακάμπτεται ή διακόπεται από υλικά με μαγαλύτερη θερμική αγωγιμότητα, λόγω ανεπαρκούς σχεδιασμού ή κατασκευαστικής κακοτεχνίας.
Τα αεροστεγή κτήρια με υψηλό βαθμό μόνωσης είναι εξαιρετικά ευπαθή στις θερμογέφυρες καθώς αυτές μπορούν τα προκαλέσουν εμφανή σημάδια υφρασίας στο εσωτερικό του κτηρίου.
10.3.5 Ελεγχόμενος αερισμός10.3.5.1 Αντικείμενο
Να επιτευχθεί ο απαραίτητος αερισμός του κτηρίου με ελεγχόμενο τρόπο.
10.3.5.2 Κατευθύνσεις
10.3.5.2.1 Μείωση των μη ελεγχόμενων εισόδων αέρα με επαρκή σχεδιασμό κατασκευαστικών λεπτομερειών, επαρκή ποιότητα κατασκευής, σφράγισμα των ρωγμών και των ανοιγμάτων από τα οποία εισέρχονται καλώδια και σωλήνες και επιλέγοντας συνεχιζόμενα ‘τελειώματα’ επιφανειών αντί για διακεκομένα με αρμούς όπου αυτό είναι δυνατόν.
10.3.5.2.2 Χρήση χωλ ανεμοπροστασίας (draught lobbies) σε όλες τις εισόδους του κτηρίου. Οι είσοδοι πρέπει να τοποθετούνται μακρυά από τις γωνίες του κτηρίου και προσύνεμες θέσεις όπου η διαφορά πίεσης μπορεί να προκαλέσει αυξημένη διαρροή θερμότητας και γημιουργία κρύων ρευμάτων.
10.3.5.2.3 Εκπαιδεύστε τους χρήστες του κτηρίου στην ανάπτυξη καλής χρήση και συνηθειών όσον αφορά στους χειροκίνητους τρόπους αερισμού του κτηρίου. Για παράδειγμα το πλήρες άνοιγμα των παραθύρων για μικρό χρονικό διάστημα είναι πολύ πιό αποδοτικό ενεργειακά από το μικρό άνοιγμα των παραθύρων για μεγάλο χρονικό διάστημα.
10.3.5.2.4 Μελετήστε τη δυνατότητα τοποθέτησης μηχανικού ελέγχου του αερισμού σε συνδιασμό με εναλλάκτη θερμότητας αέρα-αέρα.
10.3.6 Παθητική ηλιακή θέρμανση10.3.6.1 Αντικείμενο
Η χρήση των ηλιακών κερδών για την μέγιστη κάλυψη των θερμικών αναγκών του κτηρίου.
10.3.6.2 Κατευθύνσεις
10.3.6.2.1 Αποτελεσματική ηλιακή θέρμανση μπορεί να επιτευχθεί με χρήση ίδιας ποσότητας υαλοπινάκων με αυτή ενός μη ενεργειακού κτηρίου με προυπόθεση η ποσότητα αυτή να τοποθετηθεί κατά το 60-70% στη νότια όψη και κατά 10-15% σε κάθε μία απο τις υπόλοιπες πλευρές.
Μεγαλύτερη αύθηση της επιφάνειας των υαλοπινάκων δεν θα προσφέρει αναλογική αύξηση τωνθερμικών κερδών αλλά μόνο μικρή βελτίωση στην επίδοση του κτηρίου.
10.3.6.2.2 Ελαχιστοποίηση των θερμικών απωλειών μέσω των υαλοπινάκων με χρήση διπλών υαλοπινάκω με κατάλληλο αέριο στο διάκενο. Χρησιμοποιήστε μόνο καθαρό ξυαλί για να αξασφαλισθεί η μέγιστη εισροή θερμικών ακτινοβολίας στο κτήριο.
10.3.6.2.3 Σχεδιάστε τα ανοίγματα και τους μηχανισμούς σκίασης της νότιας όψης με γνώμονατ η μέγιστη εισροή της ηλιακής ακτινοβολίας στο κτήριο κατά τη διάρκεια των περιόδων θέρμανσης (χειμώνας) και τον αποκλεισμό της κατά τη διάρκεια των περιόδων ψύξης του κτηρίου (καλοκαίρι).
10.3.6.2.4 Αποφυγή υπερθέρμανσης με ελαχιστοποίηση της επιφάνειας των ανοιγμάτων και τη χρήση κάθετων περσίδων σκίασης στη δυτική πλευρά του κτηρίου.
10.3.6.2.5 Η συλλογή ηλιακών κερδών με ηλιακούς χώρους είναι πιό αποτελεσματική εαν ακολουθηθούν τα παρακάτω:
10.3.6.2.5.1 διαχωρισμός ηλιακού χώρου από τον κύριο χώρο με αεροστεγή πόρτες και/ή παράθυρα.
10.3.6.2.5.2 για λόγους αποθήκευσης της ενέργειας ο μηχανισμός διαχωρισμού του ηλιακού χώρου από τον κύριο χώρο να γίνεται μέσω κατασκευών με αθξημένη θερμική μάζα και σκούρου χρώματος.
10.3.6.2.5.3 το δάπεδο του ηλιακού χώρου πρ΄πει να είναι μονωμένο στην πλευρά επαφής του με το έδαφος για την αποφυγή διαροής θερμικής ενέργειας προς το έδαφος.
10.3.6.2.5.4 ελαχιστοποίηση του σκιασμού της θερμικής μάζας εντός του ηλιακού χώρου από έπιπλα, χαλιά κτλ.
10.3.6.2.5.5 οι ηλιακοί χώροι θερμαίνονται μόνο από τον ήλιο και όχι με τεχνητό τρόπο. Οποιαδήποτε προσπάθεια θέρμανσης του ηλιακού χώρου με τεχνητό τρόπο στις ψυχρές ζώνες μπορεί ακόμη και να διπλασιάσει την κατανάλωση ενέργειας του κτηρίου.
10.3.6.2.5.6 ο πιό αποδοτικός τρόπος χρήσης υαλοπινάκων στον ηλιακό χώρο είναι η χρήση διπλών τζαμιών στο μηχανισμό που διαχωρίζει το χώρο αυτό από τον κύριο χώρο του κτηρίου και μονό τζάμι στο εξωτερικό τμήμα του ηλιακού χώρου που εφάπτεται με τον εξωτερικό χώρο.
10.3.6.2.5.7 στην περίπτωση που ο ηλιακός χώρος περιέχει πολλά φυτά τα εξωτερικά τζάμια πρέπει να είναι διπλά έτσι ώστε να αποφευχθεί η δημιουργία υγρασίας στο εσωτερικό τους λόγω υγροποίησης.
10.3.6.2.5.8 στην περίπτωση υπερθέρμανσης, συνθήκες θερμικής άνεσης μπορούν να επανέρθουν μέ φυσικό αερισμό μέσω ανοιγμάτων στο πάνω και στο κάτω μέρος, πολύ πιο αποτελεσματικά από την εισαγωγή σκίασης. Τα ανοίγματα αερισμού έχουν βέλτιστη απόδοση εαν το αμβαδόν του κιμάινεται περίπου στο 10% του συνολικού εμβαδού του υαλοπίνακα του υλιακού χώρου.
10.3.6.2.5.9 πρόσθετοι μηχανισμοί όπως παθητικές ηλιακές αποθήκες θερμότητας (τοίχοι Trombe, ηλιακοί τοίχοι, θερμοσιφωνικοί τοίχοι, τοίχοι νερού, και ταράτσες νερού) καλό είναι να χρησιμοποιούνται εφόσον οι τεχνικές άμεσου ηλιακού κέρδους μέσω των κοινών ανοιγμάτων και των ηλιακών χώρων έχουν εξαντληθεί. Ο σχεδιασμός των παραπάνω μηχανισμών απαιτεί πλήρη καταννόηση των φυσικών φαινομένων βάσει των οποίων λειτουργούν, επαρκή κατασκευαστική μέριμνα και συντήρηση.
Παρόλα αυτά η εφαρμογή των παραπάνω τεχνικών δημιουργεί υψηλότερους βαθμούς θερμοκρασίας στην επιφάνεια των μελών του κτηρίου, προσφέροντας θερμική ακτινοβολία, η οποία επιτρέπει τη μείωση της θερμοκρασίας του εσωτερικού αέρα και κατά συνέπεια μειώνει τα ποσοστά διαφυγής θερμικών κερδών προς το εξωτερικό περιβάλλον ενώ διατηρούνται τα επιθυμητά επίπεδα θερμική άνεσης των χρηστών.
10.3.6.2.5.10 Χρήση δαπέδου, τοίχων και οροφής με αυξημένη θερμική μάζα στους κύριους χώρους που θερμαίνονται μέσω ηλιακής ακτινοβολίας έτσι ώστε η ενέργεια να αποθηκεύεται στη μάζα και να αποδίδεται στο χώρο κατά τη διάρκεια του απογεύματος και το βράδυ.
10.3.6.2.5.11 Μεγιστοποίηση της παρακράτησης θερμότητας εντός των κύριων χώρων κατά τη διάρκεια της νύχτας με χρήση αεροστεγών μονωτικών παντζουριών(?) σε όλους τους υαλοπίνακες. Οι μηχανισμοί αυτοί πρέπει να προσφέρουν δυνατότητα χειρισμού τους από την εσωτερική πλευρά του κτηρίου χωρίς να απαιτήται να ανοίξουν τα παράθυρα.
10.3.6.2.5.12 Τοποθέτηση ανοιγμάτων αερισμού (εκτός από πιθανές πόρτες) μεταξύ των ηλιακών χώρων και των κύριων χώρων έτσι ώστε να προωθήται η θερμοσιφωνική κίνηση του ζεστού αέρα απο τον ηλικαό χώρο προς τον κύριο χώρο και η κίνηση του δροσερότερου αέρα από τον κύριο χώρο προς τον ηλιακό.
10.3.7 Βοηθητική μηχανική θέρμανση10.3.7.1 Αντικείμενο
Η χρήση βοηθητικής μηχανικής θέρμανσης στις περιπτώσεις που η προβλεπόμενη συλλογή ηλιακής ενέργειας δεν επαρκεί για την κάλυψη των αναγκών θέρμανσης του κτηρίου.
10.3.7.2 Κατευθύνσεις
10.3.7.2.1 Η βοηθητική μηχανική θέρμανση είναι περισσότερο αποδοτική όταν υποβοηθά τεχνικές παθητικής ηλιακής θέρμανσης. Η επιλογή του συστήματοε πρέπει να έχει ως κύριο στόχο την ευαισθησία του μηχανισμού στις θερμοκρασιακές διακυμάνσεις και την ικανότητά του να μεταφέρει την περίσια ηλιακή θερμότητα σε πιό ψυχρά τμήματα του κτηρίου έτσι ώστε να μην είναι αναγακαία η απόριψη της περίσιας αυτής ενέργειας μέσω αερισμού.
10.3.8 Παθητικός δροσισμός10.3.8.1 Αντικείμενο
Η χρήση μη ενεργοβόρων συστημάτων και τακτικών για την αποφυγή δημιουργίας θερμοκρασιών υψηλότερων από αυτές που είναι αναγκαίες για τη λειτουργια του κτηρίου (υπερθέρμανση). Μείωση θερμοκρασίας της μάζας του κτηρίου.
10.3.8.2 Κατευθύνσεις
10.3.8.2.1 Ο αποδοτικότερος τρόπος αποφυγής υπερθέρμανσης λόγω εκτεταμένης εισόδου ηλιακής ενέργειας στο κτήριο είναι η εισαγωγή συστημάτων σκίασης στα υαλοστάσια τα οποία επιδέχονται ηλιακής πρόσπτωσης, ενώ παράλληλα λαμβάνεται υπόψη ότι τα επίπεδα φυσικού φωτισμού και συλλογής ηλιακής ενέργειας κατά τη διάρκεια του χειμώνα παραμένουν σε επιθυμητά επίπεδα άνεσης.
Σταθερά οριζόντια στοιχεία στο πάνω μέρος των ανοιγμάτων προσφέρουν πολύ καλό βαθμό σκίασης στις νότιες προσόψεις ενώ οριζόντια στοιχεία εφαρμόζονται στις ανατολικές και δυτικές πλευρές του κτηρίου.
Οι αρμόζουζες διαστάσεις μπορούν εύκολα να υπολογιστούν με χρήση πινάκων γωνιών ηλιακής πρόσπτωσης και των συντεταγμένων του οικοπέδου.
Καλό είναι όλα τα στοιχεία σκίασης που βρίσκονται σε επαφή με το κέλυφος του κτηρίου να διαθέτουν ανοίγματα (κενά) αερισμού κοντά στο σημείο επαφής τους με το κέλυφος έτσι ώστε να αποφεύγεται η παγίδευση αέρα υψηλής θερμοκρασίας στο σημείο αυτό.
10.3.8.2.2 Χρήση ανοικτών χρωμάτων και αυξημένης μόνωσης στις όψεις οι οποίες δέχονται την ηλιακή ενέργεία.
10.3.8.2.3 Προσθήκη θερμικής μάζας ειδικά στα κτήρια με ελαφρά κατασκευή για τη μείωση των απαιτήσεων δροσισμού. Όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνειας των ανοιγμάτων που επιτρέπουν ηλιακή πρόσπτωση εντός του κτηρίου, τόσο μεγαλύτερη είναι η ανάγκη για αυξηένη θερμική μάζα.
10.3.8.2.4 Νυκτερινός αερισμός στα κτήρια με σκοπό την απαγωγή της αποθηκευμένηςς το κτήριο θερμότητας καθώς η νυκτερινή εξωτερική θερμοκρασία είναι χαμηλότερη από την εσωτερική.
10.3.8.2.5 Η εισαγωγή δροσερότερου αέρα κατά τη διάρκεια της ημέρας μπορεί να επιτευχθεί με την είσοδο του εφόσον έχει δροσισθεί μέσω του περάσματός του από περιοχή νερού ή εισαγωγή αέρα από δροσερότερα σημεία το κτηρίου όπως είναι ένα κελάρι, ένας υπόγειος χώρος ή αγωγοί θαμένοι στο έδαφος.
Η εισαγωγή αέρα εντός του κτηρίου για σκοπούς αναννέωσης κατά τη διάρκεια της ημέρας πρέπει γίνεται με επόλυτα ελεγμένο τρόπο μέσω ρυθμιζόμενων ανοιγμάτων.
10.3.8.2.6 Μείωση των φορτίων ψύξης με χρήση ενεργειακά αποδοτικών μηχανημάτων όπου αυτό είναι απόλυτα αναγκαίο. Εαν υπάρχει εξοπλισμός που εκπέμπει θερμότητα εντός του κτηρίου καλό είναι αυτός να είναι συγκεντρωμένος σε ένας χώρο ο οποίος θα μπορεί να ψύχεται τοπικά με μηχανικά καταναλώνοντας έτσι τη λιγότερη δυνατή ενέργεια.
10.3.9 Φυσικός αερισμός10.3.9.1 Αντικείμενο
Η μεγιστοποίηση της χρήσης του ελεγχόμενου παθητικού αερισμού με σκοπό την απαγωγή θερμότητας από το κτήριο, το δροσισμό της μάζας του και την επαρκή αναννέωση του αέρα κατά τη διάρκεια του χειμώνα.
10.3.9.2 Κατευθύνσεις
10.3.9.2.1 Κατά τη διάρκεια των θερμών περιόδων πρέπει να υπάρχει δυνατότητα για φυσικό αερισμό με σκοπό την αποβολή της θερμότητας από το εσωτερικό του κτηρίου. Η ροή του αέρα πρέπει να είναι προβλεπόμενη και ελεγχόμενη μέσω του σχεδιασμού και της εσωτερικής διαρύθμισης του κτηρίου. Ο εισερχόμενος αεέαρς μπορεί να προ-δροσίζεται με κατάλληλες τεχνικές (χρήση νερού/υπόγειων αγωγών κτλ.).
10.3.9.2.2 Κατά τη διάρεκια των περιόδων θέρμανσης μειώστε το ρυθμό εναλλαγής του αέρα στο απόλυτα απαράιτητο επίπεδο (0.7 με 1 εναλλαγή/ώρα) εξασφαλίζοντας την αεροστεγανότητα πορτών και παραθύρων. ( Ο βαθμός εναλλαγή αέρα μπορεί να απαιτήται να είναι υψηλότερος σε περιπτώσεις που υπάρχει υψηλή συγκέντρωση χρηστών στο κτήριο, ή αναθυμιάσεις από τα χρώματα, κόλες επίπλων ή τα χαλιά του εσωτερικού χώρου.)
10.3.9.2.3 Ελαχιστοποίηση των θερμικών απωλειών λόγω φυσικού αερισμού μέ προθέρμανση του εισερχόμενου αέρα μέσω της διόδου του από ένα θερμαινόμενο με ηλιακή ενέργεια τμήμα του κτηρίου, όπως είναι ο ηλιακός χώρος / θερμοκήπιο ή μέ χρήση τεχνικών ανάκτησης θερμότητας.
10.3.9.2.4 Κατασκευή του κελύφους και των υαλοπινάκων, πορτών και παραθύρων με τρόπο αεροστεγή για την αποφυγή εισροής αέρα με ανεξέλεγκτο τρόπο.
10.3.9.2.5 Μικρά ανεξάρτητα ανοίγματα αερισμού εκτός των παράθυρων προσφέρουν μεγαλύτερο έλεγχο στον αερισμό του κτηρίου χωρίς να δημιουργούνται προβλήματα ασφάλειας. Όλα τα ανοίγματα πρέπει να είναι εύκολα ρυθμιζόμενα από το εσωτερικό του κτηρίου και να κελίνου αεροστεγώς. Ειδικός σχεδιασμός των ανοιγμάτων μπορεί να απαιτηθεί στην περιπτωση που υπάρχουν υψηλά επίπεδα εξωτερικού θορύβου που δεν είναι επιθυμητό να εισέρθει εντός του κτηρίου.
10.3.9.2.6 Η εισαγωγή και κίνηση του αέρα εντός του κτηρίου βασίζεται στη διαφορά ατμοσφαιρικής πίεσης και στο φαινόμενο ανύψωσης του θερμού αέρα (stack effect). Βάσει των παραπάνω προτείνεται η τοποθέτηση των ανοιγμάτων αερισμού σε σημεία που ενισχύουν τα φαινόμενα αυτά. Η βέλτιση θέση των θυρίδων εισαγωγής πρέπει να είναι σε χαμηλό ύψος του χώρου προς αερισμό, στην προσύνεμη πλευρά του κτηρίου. Η βέλτιστη θέση των θυρίδων εξαγωγής πρέπει είναι στην απέναντι από τη θυρίδα εισαγωγής πλευρά του χώρου, σε ψηλό επίπεδο. Η θυρίδα εξαγωγής μπορεί να συνδιαστεί με τεχνικές ηλιακής καμινάδας έτσι ώστε η αυξημένη διαφορά πίεσης στις πλευρές των θυρίδω εισαγωγής και εξαγωγής να ενισχύσουν περεταίρω την κίνηση του αέρα. Η έρευνα έχει αποδείξει ότι το μέγεθος του ανοίγματος των θυρίδων εισαγωγής είναι αρκετά μικρότερο από το μέγεθος του ανοίγματος των θυρίδων εξαγωγής.
10.3.9.2.7 Η ένταση του αερισμού μπορεί να είναι περαιτέρω ελεγχόμενη με χρήη ρυθμιζόμενου ποσοστού ανοίγματος των θυρίδων, χρήση ρυθμιζόμενων περσίδων αλλά και χρήση μόνιμων κατασκευών με τη μορφή εσωτερικών χωρισμάτων που κατευθύνουν τον αέρα σε προσχεδιαμένες εσωτερικές διαδρομές.
10.3.10 Μηχανικός αερισμός10.3.10.1 Αντικείμενο
Ο αερισμός του κτηρίου με μηχανικά μέσα.
Στις κατοικίες η χρήση μηχανικού αερισμού δεν είναι συνήθως απαραίτητη. Παρόλα αυτά στις περιπτώσεις που ο μηχανικός αερισμός είναι αναγκαίος ο μηχανισμός πρέπει να είναι υψηλής ενεργειακής επίδοσης.
10.3.10.2 Κατευθύνσεις
10.3.10.2.1 Οι ανάγκες οι οποίες καλύπτονται ανάγκες αερισμού σε κτήρια κατοικιών είναι:
10.3.10.2.1.1 Η εισαγωγή φρέσκου αέρα σε κουζίνες και μπάνια.
10.3.10.2.1.2 Ο αερισμός του κτηρίου σε περιπτώσεις που υπάρχουν υψηλά επίπεδα εξωτερικής μόνωσης και θόρυβου.
Στις παραπάνω περιπτώσεις καλό είναι να χρησιμοποιήται ένα ελεγχόμενο σύστημα εξαερισμού με συνδιασμό εναλλάκτη θερμότητας αέρα-αέρα.
10.3.10.2.2 Ο μηχανικός αερισμός πρέπει να είναι ρυθμιζόμενος έτσι ώστε να υπάρχει η δυνατότητα αερισμού των χώρων που πραγματικά έχουν τέτοια ανάγκη (λόγω συγκέντρωσης μεγάλου αριθμού χρηστών ή κακής ποιότητας εσωτερικού αέρα) και για τη χρονική περίοδο που αυτό είναι απαραίτητο.
10.3.10.2.3 Όταν υπάρχουν μηχανήματα μηχανικού αερισμού εγκατεστημένα, αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν επίσης κατά τη διάρκεια των θερμών περιόδων για τη νυχτερινή αποβολή των αποθηκευμένων θερμικών φορτίων από το κτήριο και την εισαγωγή ψυχρότερου νυκτερινού αέρα.
10.3.11 Φυσικός φωτισμός10.3.11.1 Αντικείμενο
Να μεγιστοποιηθεί η δυνατότητα εισόδου φυσικού φωτός στο κτήριο έτσι ώστε να υποστηρίζονται επαρκώς οι δραστηριότητες και οι ανάγκες των χρηστών.
10.3.11.2 Κατευθύνσεις
10.3.11.2.1 Τοποθετήστε τους χώρους που θα φιλοξενήσους δραστηριότητες που απαιτούν τα υψηλότερα επίπεδα φωτισμού στα σημεία του κτηρίου που δέχονται τις μέγιστες ποσότητες φυσικού φωτισμού. Να ληφθεί υπόψη ότι εργασίες όπως η ανάγνωση και η γραφή απαιτούν ομοιόμορφο φωτεισμό, κάτι που επιτυγχάνεται λόγω διάθλασης στη βόρεια πλευρά του κτηρίου. Σε αντίθετη περίπτωση η ομοιόμορφη διάθλαση του φωτός είναι δυνατό να γίνει με ειδικές κατασκευές (ράφια φωτισμού κτλ)
10.3.11.2.2 Στα κτήρια κατοικιών ο φυσικός φωτισμός είναι συνήθως επαρκής για τις περισσότερες δραστηριότητες. Ση βόρεια πλευρά του κτηρίου καλό είναι τα παράθυρα φωτισμού να είναι εστιασμένα στους χώρους εργασίας έτσι ώστε το μέγεθός τους να είναι όσο το δυνατόν μικρότερο.
Μία απαίτηση 100-200 lux για το φωτισμό ενός καθιστικού-καθημερινού με δείκτη φυσικού φωτός? (daylight factor) 5% μπορεί κάλιστα να καλυφθεί πλήρως κατά τις ώρες 9πμ – 5μμ με φυσικό φωτισμό.
10.3.11.2.3 Εξετάστε τις δυνατότητες διάθλασης του εισερχόμενου φωτός έτσι ώστε να επιτυγχάνεται η ομοιόμορφη διανομή του εντός του εσωτερικού χώρου.
10.3.11.2.4 Χρήση απαλών (ανοικτών) χρωμάτων στους εσωτερικούς χώρους έτσι ώστε να υποβοηθάται η ομοιόμορφη εξαντανακλάσεως διανομή του φωτός εντός του εσωτερικού χώρου, να ελλατωθούν οι διαφορές φωτεινότητας (contrast) στο χώρο και να μειωθεί η απαιτούμενη επφάνεια των ανοιγμάτων.
10.3.11.2.5 Ο σκελετός των υαλοπινάκων και τα καίτια καλό είναι να είναι ανοικτού χρώματος για να μην απορροφάται το εισερχόμενο φως και να αποφευχθεί η διαφορά φωτεινότητας (contrast) μεταξύ υαλοπίνακα και σκελετού.
10.3.11.2.6 Όταν το βάθος του δωματίου είναι μεγάλο και υπάρχει ανάγκη για φωτισμό στο πίσω μέρος του δωματίου, αυξήστε το ύψος του πρεκιού των παραθύρων μέχρι το επίπεδο του δοκαριού της οροφής. Είναι δυνατόν να επιτευχθεί καλό επόπεδο φωρισμού σε βάθος δωματίου διπλάσιο από το ύψος του παραθύρου.
10.3.11.2.7 Αποφυγή του ρίσκου δημιουργίας θάμβωσης εξασφαλίζοντας ότι δεν υπάρχει οπτική επαφή κατευθείαν προς τις ακτίνες του ηλίου χωρίς αυτές να διαθλούνται.
10.3.12 Τεχνητός φωτισμός10.3.12.1 Αντικείμενο
Να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας που απαιτείται για τη λειτουργία του τεχνητού φωτισμού.
10.3.12.2 Κατευθύνσεις
10.3.12.2.1 Η χρήση του τεχνιτού φωτισμού πρέπει να περιορίζεται μόνο στις περιπτώσεις που οι δυνατότητες χρήσης φυσικού φωτισμού έχουν εξαντληθεί. Όπου χρειάζεται υψηλή ένταση φωτεισμού για συγκεκριμένες τοπικές εργασίες αυτή να προσφέρεται μέσω φωτιστικών τοπικής εστίασης. Χρήση αισθητήρων κίνησης.
10.3.12.2.2 Χρήση λαμπτήρων χαμηλής ενέργειας (όταν η διαχείρισή τους στο τέλος της ζωής τους είναι ελεγχόμενη) και φωτιστικών που αντανακλούν το φως στο χώρο για την επιτευξή ομοιόμορφης διανομής του φωτός και τοποθετημένα έτσι ώστε να αποφεύγεται η θάμβωση.
10.3.13 Ζεστό νερό χρήσης10.3.13.1 Αντικείμενο
Η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας για τις ανάγκες ζεστού νερού χρήσης.
10.3.13.2 Κατευθύνσεις
10.3.13.2.1 Ενσωμάτωση των ηλιακών συστημάτων ζεστού νερού χρήσης στο κτήριο και όχι η εκ των υστέρων αυθαίρετη τοποθέτησή τους από τον έμπορο-τεχνικό. Οι νότιες επιφάνειες του κτηρίου είναι οι προτειμότερες για το σκοπό αυτό.
10.3.13.2.2 Στις περιπτώσεις κτηρίων με πολλά διαμερίσματα, να γίνεται χρήση ενός κοινού κεντρικού συστήματος παραγωγής ζεστού νερού χρήσης και όχι πολλών αυτόνομων μικρών συστημάτων. Καθώς η τεχνολογία ηλιακών θερμοσιφώνων στην Ελλάδα είναι από τι ς πιό αναπτυγμένες (μαζί με αυτή της Κύπρου και του Ισραήλ) οι δυνατότητες ορθού σχεδιασμού των εγκαταστάσεων και εξοικονόμησης ενέργειας είναι σημαντικές.
10.3.13.2.3 Προσεκτική διαστασιολόγηση και σχεδιασμός λεπτομερειών των ηλιακών συλλεκτών, του όγκου αποθήκευσης και των συστημάτων ελέγχου και χειρισμού θα εξασφαλίσει τη βέλτιστη δυνατή επίδοση του συστήματος.
10.3.14 Δημιουργία και διανομή θερμότητας10.3.14.1 Αντικείμενο
Η επιλογή συστημάτων θέρμανσης, αερισμού και συστημάτων ελέγχου τα οποία υποστηρίζουν τη λογική των παθητικών ηλιακών στρατηγικών που εφαρμόζονται στο κτήριο.
10.3.14.2 Κατευθύνσεις
10.3.14.2.1 Η συσκευή πααγωγής θέρμανσης πρέπει να είναι κεντρικά τοποθετημένη έτσι ώστε να ελαχιστοποιείται το κόστος εγκατάστασης και λειτουργείας.
10.3.14.2.2 Τα παθητικά ηλιακά κτήρια δέχονται αρκετά διαφορετικής διακυμάνσης επίπεδα ηλιακής ενέργειας. Ακόμη και όταν υπάρχει χρήση μεγάλης θερμικής μάζας καλό είναι το υποστηρικτικό σύστημα θέρμανσης να έχει δυνατότητα άμεσης ανταπόκρισης.
10.3.14.2.3 Χρήση αυτόνομων ζωνών θέρμανσης για χώρους με παρόμοιες θερμικές απαιτήσεις (παράδειγμα: βόρειες και νότιες ζώνες).
10.3.14.2.4 Η τοποθέτηση των επιτοίχειων σωμάτων θέρμανσης στην εσωτερική πλευρά εξωτερικών τοίχων απαιτεί πρόσθετη μόνωση των τοίχων στα σημεία αυτά.
10.3.14.2.5 Η τοποθέτηση σωμάτων θέρμανσης μπροστά από υαλοπίνακες πρέπει να αποφεύγεται. Εάν αυτό δεν μπορεί να αποφευχθεί να εξεταστεί η περίπτωση προσθήκης ενός μονωτικού σώματος-φράγματος (παράδειγμα: ένας λαμπάς) μεταξύ του σώματος και του υαλοπίνακα.
10.3.15 Συμπεριφορά χρηστών10.3.15.1 Αντικείμενο
Η αποτελεσματική συμπεριφορά ενός ηλιακού κτηρίου χαμηλής ενέργειας εξαρτάται από τα παθητικά συστήματα που θα σχεδιαστούν από τον αρχιτέκτονα και την καταννόηση του σκοπού τους και της απόδοσής τους από τον χρήστη.
Ο πρωταρχικός σκοπός του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού ειναι η δημιουργία άνετων και ευχάριστων συνθηκών διαβίωσης και εργασίας και όχι η κατασκευή κτηρίων-μηχανημάτων χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας.
10.3.15.2 Κατευθύνσεις
10.3.15.2.1 Ο αρχιτέκτων πρέπει να εξασφαλίσει ότι οι χρήστες αντιλαμβάνονται τον τρόπο που λειτουργούν τα παθητικά συστήματα του κτηρίου και τους μηχανισμούς ελέγχου με σκοπό την μέγιστη εξοικονόμηση ενέργειας.
10.3.15.2.2 Όλοι οι μηχανισμοί πρέπει να είναι σχεδιασμένοι με τρόπο απλό που να επιτρέπει τη ρύθμισής του, τον καθαρισμό τους και τη συντήρησή τους.
10.3.15.2.3 Οι συνθήκες άνεσης στα παθητικά κτήρια επιρρεάζοναο σε μεγάλο βαθμό από τη λανθασμένη χρήση των συστημάτων τους. Μεγιστοποιήστε τη δυνατοτητα διορθωτικών κινήσεων για την επαναφορά των επιθυμητών συνθηκών άνεσης με μηχανικό τρόπο.
10.3.15.2.4 Η εγκατάσταση μηχανισμού παρακολούθησης και καταγραφής της κατανάλωσης ενέργειας του κτηρίου βοηθά στη λήψη βελτιωτικών κινήσεων αλλά και διατηρεί στην αντίληψη των χρηστών το σκοπό και τον τρόπο λειτουργείας του κτηρίου βοηθόντας έμεσα στη σωστή και συνειδητοποιημένη χρήση του.
---------------------
10.4 ****Οδηγίες σχεδιασμού επαγγελματικών κτηρίωνΤα επαγγελματικά κτήρια συνήθως διακρίνονται από μεγαλύτερη πυκνότητα χρηστών αλλά και μηχανημάτων και έχουν μικρότερο λόγο εξωτερικής επιφάνειας/όγκου. Τα παραπάνω έχουν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία μεγαλύτερων εσωτερικών θερμοκρασιών (θερμικών κερδών) και λιγότερες θερμικές απώλειες, φαινόμενα τα οποία δημιουργούν αυξημένα φορτία ψύξης. Τα φορτία ψύξης αυξάνονται περισσότερο με την ευρεία χρήση τεχνητού φωτισμού ειδικά στα κτήρια με ‘βαθειά’ κάτοψη.
Παρόλα αυτά τα επαγγελματικά κτήρια προσφέρουν μεγάλες δυνατότητας χρήσης φυσικού φωτισμού, παθητικής ηλιακής θέρμανσης και φυσικού αερισμού.
10.4.0 Τοποθέτηση στο οικόπεδο και προσανατολισμός10.4.0.1 Αντικείμενο
Το κτήριο πρέπει να τοποθετηθεί έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθεί η κατανάλωση ενέργειας για τεχνητό φωτισμό και τεχνητή ψύξη και να μεγιστοποιηθεί η δυνατότητα για φυσικό φωτισμό και λιακή θέρμανση όταν αυτό απαιτείται.
10.4.1 Σχήμα κτηρίου για ηλιακή θέρμανση10.4.1.1 Αντικείμενο
Να μεγιστοποιηθεί η δυνατότητα ηλιακής προσπτωσης
10.4.1.2 Κατευθύνσεις
10.4.1.2.1 Μεγιστοποίηση της επιφάνειας των όψεων που προσφέρονται για φυσικό φωτισμό και ελαχιστοποίηση των ανεουθήμητων θερμικών κερδών κατά τη διάρκεια των περιόδων ψύξης.
10.4.1.2.2 Στις περιπτώσεις που είναι αναγκαίος ο σχεδιασμός κτηρίων με ‘βαθειά’ κάτοψη αντιμετωπίστε την οροφή του κτηρίου σαν μία ακόμη όψη η οποία μπορεί να προσφέρει φυσικό φωτισμό και αερισμό. Στην περίπτωση αυτή ο κατάλληλος σχεδιασμός πρέπει να αποκλείει την περίπτωση υπερθέρμανσης μέσω της ακατάσχετης εισόδου ηλιακών θερμικών κερδών.
10.4.2 Ζώνες10.4.2.1 Αντικείμενο
Να δημιουργηθούν άνετοι χώροι με ποιοτικό φυσικό φωτισμό.
10.4.2.2 Κατευθύνσεις
10.4.2.2.1 Τοποθετήστε τους χώρους που απαιτούν φυσικό φωτισμό κατά τη διάρκεια της ημέρας, κατά μήκος των όψεων του κτηρίου και τους χώρους που δεν απαιτούν υψηλά επίπεδα φυσικού φωτισμού στο κέντρο της κάτοψης.
10.4.2.2.2 Διαχωρίστε τους χώρους στους οποίους δημιουργούνται υψηλά θερμικά φορτία λόγω λειτουργείας μηχανημάτων και τοποθετήστε του στο βόρειο τμήμα του κτηρίου το οποίο δέχεται τα χαμηλότερα ηλιακά θερμικά φορτία.
10.4.3 Φυσικός φωτισμός10.4.3.1 Αντικείμενο
Η μεγιστοποίηση της διαθέσιμης ηλιακής ακτινοβολίας με σκοπό τη δημιουργία άνετων συνθηκών φυσικού φωτισμού, αποφεύγοντας την θάμβωση και τις μεγάλες διαφορές φωτεινότητας (contrast) εντός του κτηρίου, χωρίς να αυξάνονται τα θερμικά φορτία.
10.4.3.2 Κατευθύνσεις
10.4.3.2.1 Τοποθετήστε τους χώρους οι οποίοι χρειάζονται φυσικό φωτισμό στην περίμετρο του κτηρίου και ιδιέταιρα στις βόρειες και νότιες όψεις, εισαγάγετε μηχανισμούς φυσικού φωτισμού στην οροφή (skylights) και στην περίμετρο των αιθρίων.
10.4.3.2.2 Μετατρέψτε το εισερχόμενο φως σε διαθλασμένο για καλύτερη διανομη στο χώρο και βέλτιστη οπτική άνεση.
10.4.3.2.3 Χρησιμοποιήστε ‘ανοικτά’ χρώματα στο εσωτερικό του κτηρίου έτσι ώστε το εισερχόμενο φως να διαθλάται και να διανέμεται καλύτερ στο χώρο και να μειώνεται η διαφορά φωτεινότητας (contrast) εντός του ίδιου δωματίου.
10.4.3.2.4 Ο σκελετός των υαλοπινάκων και τα καίτια καλό είναι να είναι ανοικτού χρώματος για να μην απορροφάται το εισερχόμενο φως και να αποφευχθεί η διαφορά φωτεινότητας (contrast) μεταξύ υαλοπίνακα και σκελετού.
10.4.3.2.5 Όταν το βάθος του δωματίου είναι μεγάλο και υπάρχει ανάγκη για φωτισμό στο πίσω μέρος του δωματίου, αυξήστε το ύψος του πρεκιού των παραθύρων μέχρι το επίπεδο της οροφής. Είναι δυνατόν να επιτευχθεί καλό επίπεδο φωτισμού σε βάθος δωματίου διπλάσιο από το ύψος του παραθύρου.
Εξωτερικά και εσωτερικά ράφια φωτός επίσης προωθούν το φυσικό φως βαθύτερα εντός της κάτοψης σε συνεργασία με το ταβάνι το οοίο πρέπει να είναι ανοικτού χρώματος.
10.4.3.2.6 Η εισαγωγή φυσικού φωτός με πρόσθετους μηχανισμούς γίνεται αναγκαία σε χώρους που απέχουν 5 μέτρα περίπου από τις όψεις του κτηρίου.
10.4.3.2.7 Όλες οι μέθοδοι φυσικού φωτισμού εμπεριέχουν το κίνδυνο αύξησης των φορτίων ψύξης λόγω υπερθέρμανσης και τη δημιουργία προβλημάτων θάμβωσης. Τα φαινόμενα υπερθέρμανσης αντιμετωπίζονται με σωστή διαστασιολόγηση και τοποθέτηση των ανοιγμάτων και μηχανισμών σκίασης και τα φαινόμενα θάμβωσης με την αποφυγή απευθείας επαφή της πηγής του φωτός από τα σημεία εργασίας.
10.4.4 Τεχνητός φωτισμός10.4.4.1 Αντικείμενο
Η ελλάτωση της κατανάλωσης ενέργειας για τον τεχνητό φωτισμό του κτηρίου.
10.4.4.2 Κατευθύνσεις
10.4.4.2.1 Κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού συνδιάστε τον τεχνητό φωτισμό με το φυσικό φωτισμό και τον έλεγχό τους αντιμετωπίζοντας το μηχανισμό τεχνητού-φυσικού φωτισμού και τον έλεγχο του σαν ένα ολοκληρωμένο σύστημα.
10.4.4.2.2 Η χρήση του τεχνητού φωτισμού πρέπει να γίνεται όταν τα επίπεδα φυσικού φωτισμού δεν επαρκούν. Τοποθετήστε αισθητήρες φωτεινότητας σε συνδιασμό με ρυθμιστές φωτεινότητας (dimmers) έτσι ώστε ο τεχνητός φωτισμός να υποστηρίζει τον φυσικό φωτισμό μόνο όταν αυτό απαιτήται. Η εξοικονόμηση ενέργειας με τον τρόπο είναι σημαντική και μειώνει την απαίτηση κατανάλωσης κατά τη διάρκεια των περιόδων αιχμής με υψηλές απαιτήσεις ψύξης.
10.4.4.2.3 Η χρήση φωτιστικών σωμάτων πρέπει να περιορίζεται στην κάλυψη των πραγματικών αναγκών προσφέροντας υψηλά επίπεδα φωτισμού για εργασία εστιασμένα μόνο στις περιοχές εργασίας όπου αυτό απαιτήται και όχι στο σύνολο του χώρου.
10.4.4.2.4 Χρήση λαμπτήρων χαμηλής ενέργειας (όταν η διαχείρισή τους στο τέλος της ζωής τους είναι ελεγχόμενη) και φωτιστικών που αντανακλούν το φως στο χώρο για την επιτευξή ομοιόμορφης διανομής του φωτός και τοποθετημένα έτσι ώστε να αποφεύγεται η θάμβωση.
10.4.5 Αποφυγή υπερθέρμανσης και παθητικός (φυσικός) δροσισμός10.4.5.1 Αντικείμενο
Η χρήση μη ενεργοβόρων τεχνικών για την αποφυγή συγκέντρωσης θερμικών φορτίων σε επίπεδα υψηλότερα από τα απαιτούμενα για τη θερμική άνεση των χρηστών και των αναγκών του κτηρίου.
10.4.5.2 Κατευθύνσεις
10.4.5.2.1 Ελέγξτε την εισροή ηλιακών θερμικών φορτίων στο κτήριο με κινητούς εξωτερικούς μηχανισμούς σκίασης, ειδικά στα δυτικά ανοίγματα αλλά και στα ανατολικά.
10.4.5.2.2 Μειώστε τα εσωτερικά θερμικά φορτία από τον τεχνητό φωτισμό με χρήση τεχνικών φυσικού φωτισμού. Το φυσικό φως παράγει λιγότερη θερμότητα απο το τεχνητό για την ίδια ποσότητα φωτεινότητας. Η χρήση λαμπτήρων χαμηλής ενέργειας μειώνουν σημαντικά την παραγωγή θερμικών φορτίων.
10.4.5.2.3 Όπου είναι δυνατον συγκεντρώστε το μηχανικό εξοπλισμό που παράγει θερμικά φορτία σε συγκεκριμένο χώρο με αυξημένο φυσικό αερισμό. Ο χώρος αυτός στη βέλτιστη περίπτωση βρίσκεται στην πλευρά εξαγωγής του φυσικού αερισμού (downstream).
10.4.5.2.4 Ανοικτά χρώματα στις εξωτερικές πλευρές του κτηρίου που βρίσκονται σε παφή με την ηλιακή ακτινοβολία, η σκίασή τους με εξωτερικές κατασκευές σκίασης ή φυτά, η εξωτερική μόνωσή τους, ο αερισμός των στεγών, είναι τεχνικές που μειώνουν τα θερμικά φορτία του κτηρίου κατά τη διάρκεια των περιόδων ψύξης.
10.4.5.2.5 Τοποθέτηση υψηλής θερμικής μάζας στις πλευρές του κτηρίου με ψηλή ηλιακή πρόσπτωση.
10.4.5.2.6 Απόριψη της ανεπιθύμητης θερμοκρασίας με φθσικό αεριμό του κτηρίου. Για να επιτευχθεί μείωση της θερμοκρασίας ο εισερχόμενος αέρας πρέπει να είναι χαμηλώτερης θερμοκρασιας από τον εσωτερικό. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά τόσο μεγαλύτερος και ο βαθμός δροσισμού του κτηρίου. Ο νυκτερινός αερισμός είναι πολύ αποτελεσματικός σε κτήρια με υψηλή θερμική μάζα καθώς το κτήριο δροσίζεται με αποτέλεσμα να μπορεί να απποροφήσει τα θερμικά φορτία της επόμενης ημέρας για αρκετή ώρα πριν η θερμότητα μεταδωθεί στο εσωτερικό περιβάλλον. Στη βέλτιστη περίπτωση η καθυστέριση αυτή (time lag) είναι αρκετή μέχρι την ώρα απόσυρσης του ήλιου οπώτε και αποφεύγεται η υπερθέρμασνη του κτηρίου.
10.4.6 Μηχανικός δροσισμός10.4.6.1 Αντικείμενο
Να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας για τα συστήματα μηχανικής ψύξης.
10.4.6.2 Κατευθύνσεις
10.4.6.2.1 Προτείνεται η χρήση μηχανικού αερισμού και αντλιών θερμότητας αντί για συμβατικά κλιματιστικά συστήματα.
10.4.7 Φυσικός αερισμός10.4.7.1 Αντικείμενο
Η μεγιστοποίηση της δυνατότητας χρήσης μεθόδων ελεγχόμενου φυσικού αερισμού για τον εξαερισμό του εσωτερικού χώρου και την απαγωγή θερμότητας.
10.4.7.2 Κατευθύνσεις
10.4.7.2.1 Η αποτελεσματικότητα του φυσικού αερισμού αυξάνεται όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του εισερχόμενου αέρα και του αέρα εσωτερικά του κτηρίου. Πηγές δροσερού αέρα είναι ο αέρας που προέρχεται από δροσερότερους χώρους όπως είναι τα υπόγεια, ο αέρας που εισέρχεται στο κτήριο έχοντας περάσεςι από υπόγειους αεραγωγούς, ο αέρας που έχει περάσει πάνω από νερό ή πυκνή βλάστηση και ο νυκτερινός αέρας.
10.4.7.2.2 Κατά τη διάρκεια των ψυχρών περιόδων ελαχιστοποιήστε τη διαφυγή θερμότητας λόγω αερισμού προθερμαίνοντας τον εισερχόμενο αέρα. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί εαν πριν εισέρθει στον κύριο χώρο περάσει από χώρο που έχει θερμανθεί με ηλιακή ενέργεια (παράδειγμα: ηλιακός χώρος / θερμοκήπιο).
10.4.7.2.3 Κατασκευή του κελύφους και των υαλοπινάκων, πορτών και παραθύρων με τρόπο αεροστεγή για την αποφυγή εισροής αέρα με ανεξέλεγκτο τρόπο.
10.4.7.2.4 Μικρά ανεξάρτητα ανοίγματα αερισμού εκτός των παράθυρων προσφέρουν μεγαλύτερο έλεγχο στον αερισμό του κτηρίου χωρίς να δημιουργούνται προβλήματα ασφάλειας. Όλα τα ανοίγματα πρέπει να είναι εύκολα ρυθμιζόμενα από το εσωτερικό του κτηρίου και να κελίνου αεροστεγώς. Ειδικός σχεδιασμός των ανοιγμάτων μπορεί να απαιτηθεί στην περιπτωση που υπάρχουν υψηλά επίπεδα εξωτερικού θορύβου που δεν είναι επιθυμητό να εισέρθει εντός του κτηρίου.
10.4.7.2.5 Η εισαγωγή και κίνηση του αέρα εντός του κτηρίου βασίζεται στη διαφορά ατμοσφαιρικής πίεσης και στο φαινόμενο ανύψωσης του θερμού αέρα (stack effect). Βάσει των παραπάνω προτείνεται η τοποθέτηση των ανοιγμάτων αερισμού σε σημεία που ενισχύουν τα φαινόμενα αυτά. Η βέλτιση θέση των θυρίδων εισαγωγής πρέπει να είναι σε χαμηλό ύψος του χώρου προς αερισμό, στην προσύνεμη πλευρά του κτηρίου. Η βέλτιστη θέση των θυρίδων εξαγωγής πρέπει είναι στην απέναντι από τη θυρίδα εισαγωγής πλευρά του χώρου, σε ψηλό επίπεδο. Η θυρίδα εξαγωγής μπορεί να συνδιαστεί με τεχνικές ηλιακής καμινάδας έτσι ώστε η αυξημένη διαφορά πίεσης στις πλευρές των θυρίδω εισαγωγής και εξαγωγής να ενισχύσουν περεταίρω την κίνηση του αέρα. Η έρευνα έχει αποδείξει ότι το μέγεθος του ανοίγματος των θυρίδων εισαγωγής είναι αρκετά μικρότερο από το μέγεθος του ανοίγματος των θυρίδων εξαγωγής.
10.4.7.2.6 Η ένταση του αερισμού μπορεί να είναι περαιτέρω ελεγχόμενη με χρήη ρυθμιζόμενου ποσοστού ανοίγματος των θυρίδων, χρήση ρυθμιζόμενων περσίδων αλλά και χρήση μόνιμων κατασκευών με τη μορφή εσωτερικών χωρισμάτων που κατευθύνουν τον αέρα σε προσχεδιαμένες εσωτερικές διαδρομές.
10.4.8 Μηχανικός αερισμός10.4.8.1 Αντικείμενο
Η ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας των μηχανικών συστημάτων.
10.4.8.2 Κατευθύνσεις
10.4.8.2.1 Χρήση συστημάτων με τη μέγιστη δυνατή ενεργειακή απόδοση, εναλλάκτη θερμότητας και αισθητήρες θερμότητας.
10.4.9 Ζεστό νερό χρήσης10.4.9.1 Αντικείμενο
Η ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας για παραγωγή ζεστού νερού χρήσης.
10.4.9.1.1 Κατευθύνσεις
10.4.9.1.1.1 Ένταξη των παθητικών ηλιακών συστημάτων στο κτήριο και όχι η προσθήκη τους μεταγεννέστερα. Οι νότες πλευρές των στεγών είναι ιδανικές για την πλήρη ενσωμάτωσή τους.
10.4.10 Συμπεριφορά χρηστών10.4.10.1 Αντικείμενο
Η μεγιστοποίηση της εξοικονόμησης ενέργειας μέσω της ορθής χρήσης του κτηρίου από τους χρήστες του
10.4.10.2 Κατευθύνσεις
10.4.10.2.1 Εξασφαλίστε ότι οι χρήστες αντιλαμβάνονται πλήρως τον τρόπο που το κτήριο είναι σχεδιασμένο και προβλέπετι να χρησιμοποιηθεί και το λόγο για τη μέγιστη δυνατή εξοικονόμηση ενέργειας μέσω της ορθής χρήση των προσφερόμενων συστημάτων.
Προετοιμάστε απλους και καταννοητούς οδηγούς χρήσης του κτηρίου, περιγράφοντας το ρόλο του χρήστη, τον τρόπο λειτουργείας των συστημάτων, τα κέρδη από την ορθή χρήση τους και τις ζημιές από τη λανθασμένη χρήση τους.
10.4.10.2.2 Εξασφαλίστε ότι όλοι οι μηχανισμοί εξοικονόμησης ενέργειας είναι επαρκούς αντοχής στη χρήση, απλοί στη λειτουργίας τους και εύκολα συντηρήσιμοι.
10.4.10.2.3 Η εγκατάσταση μηχανισμού παρακολούθησης και καταγραφής της κατανάλωσης ενέργειας του κτηρίου βοηθά στη λήψη βελτιωτικών κινήσεων αλλά και διατηρεί στην αντίληψη των χρηστών το σκοπό και τον τρόπο λειτουργείας του κτηρίου βοηθόντας έμεσα στη σωστή και συνειδητοποιημένη χρήση του.
Ζητήστε από το προσωπικό συντήρησης να κρατά συχνό αρχείο της κατανάλωσης ενέργειας του κτηρίου.
10.5 Επιλογή υλικών10.5.0 Αντικείμενο
Η ελαχιστοποίηση της ενέργειας που καταναλώνεται για τα υλικά και την κατασκευή
10.5.1 Κατευθύνσεις
10.5.1.1 Χρησιμοποιήτε υλικά που απαιτούν χαμηλές ποσότητες ενέργειας για την εκσκαφή τους, μεταποίησή τους, μεταφορά τους, χρήση, κατεδάφιση και απορριψή τους.
10.5.1.2 Συλλεξτε πληροφορίες για τα υλικά όσον αφορά στην κατανάλωση ενέργειας που απαιτήται αλλά και για τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις για την παραγωγή τους.
*************************************************************************
*************************************************************************
*************************************************************************
*************************************************************************
*************************************************************************
*************************************************************************
1. ΠΑΘΗΤΙΚΟΣ ΗΛΙΑΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΤΗΡΙΩΝ
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ1.1. Εισαγωγή
1.2. Παθητικά ηλιακά συστήματα
1.2.1. Άμεσα ηλιακά κέρδη
1.2.1.1. Απαιτήσεις
1.2.1.1.1. Παραλλαγές
1.2.1.2. Μηχανισμοί ελέγχου
1.2.2. Έμμεσα ηλιακά κέρδη
1.2.2.1. Τοίχοι μάζας και τοίχοι Trombe
1.2.2.1.1. Μηχανισμοί ελέγχου
1.2.2.2. Μονωμένος τοίχος αποθήκευσης (Remote storage wall)
1.2.2.3. Τοίχος νερού
1.2.2.3.1. Απαιτήσεις και παραλλαγές
1.2.2.3.2. Μηχανισμοί ελέγχου
1.2.3. Συστήματα απομονωμένου κέρδους
1.2.3.1. Ηλιακός χώρος
1.2.3.1.1. Απαιτήσεις και παραλλαγές
1.2.3.1.2. Μηχανισμοί ελέγχου
1.2.4. Συστήματα διπλού κέρδους
ΑΝΑΠΤΥΓΜΕΝΟ ΚΕΙΜΕΝΟ:1. ΠΑΘΗΤΙΚΟΣ ΗΛΙΑΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΤΗΡΙΩΝ
1.1. Εισαγωγή
Οι απώλεια θερμικών κερδών από το εσωτερικό των κτηρίων λαμβάνει χώρα με την επαφή (conduction) εσωτερικής και εξωτερικής ατμόσφαιρας μέσω των υλικών του κελύφους και διήθησης αέρα από χαραμάδες ή μέσω ανοιγμάτων αερισμού.
Η μειωμένη ανάγκη για θέρμανση που είναι αποτέλεσμα βελτιωμένης μόνωσης και εξουδετέρωσης εισαγωγής ψυχρού αέρα από χαραμάδες, επιτρέπει περεταίρω στρατηγικές κινήσεις όπως η εισαγωγή Παθητικών Ηλιακών Συστημάτων (ΠΗΣ)
Η συλλογή θερμικών κερδών, η αποθήκευση της θερμικής ενέργειας και η διανομή της στον εσωτερικό χώρο αποτελούν τις βασικές λειτουργίες των ΠΗΣ.
1.2. Παθητικά ηλιακά συστήματα
Τα ΠΗΣ μπορούν να κατανεμηθούν σε βασικές κατηγορίες σύμφωνα με τρία βασικά χαρακτηριστικά τους: τα χαρακτηριστικά των ανοιγμάτων συλλογής ηλιακών κερδών, τον τρόπο σχέσης (συνεργασίας, αλληλεπίδρασης) της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας με τη μέθοδο αποθήκευσης, τη μέθοδο διανομής της ενέργειας στο θερμαινόμενο χώρο. (σχ.5.5).
1.2.1. Άμεσα ηλιακά κέρδη
Το πιο απλό σύστημα είναι αυτό των άμεσων ηλιακών κερδών, το οποίο αποτελείται από ένα πολύ καλά μονωμένο κτήριο με σχετικά μεγάλα ανοίγματα στη νότια πρόσοψή του, τα οποία επιτρέπουν την είσοδο των υπό χαμηλή γωνία πρόσπτωσης ακτινών του ηλίου.
Τα συστήματα άμεσου ηλιακού κέρδους χρησιμοποιούν τον κύριο χώρο του κτηρίου για να συλλέξουν, αποθηκεύσουν και διανείμουν την ηλιακή θερμότητα και , αν είναι σωστά σχεδιασμένα μπορεί να αποτελούν τα πιο αποτελεσματικά συστήματα για το Ευρωπαϊκό περιβάλλον.
Το καλοκαίρι η μεγαλύτερη γωνία με την οποία προσπίπτουν οι ακτίνες του ηλίου στη γη μειώνουν το τμήμα έκθεσης του εσωτερικού χώρου στις ακτίνες του ηλίου μέσω του ανοίγματος και ένα απλό σύστημα σκίασης όπως ένας πρόβολος στο άνοιγμα μπορεί να εξαλείψει την είσοδο των άμεσων ηλιακών κερδών στο σύνολό της.
Το κτήριο χρειάζεται μάζα (θερμική μάζα) που να μπορεί να αποθηκεύσει την εισερχόμενη ακτινοβολία κατά τη διάρκεια της ημέρας και να την αποδώσει κατά τη διάρκεια της νύχτας. Η θερμική αυτή μάζα έχει συνήθως τη μορφή εξωτερικά μονωμένης ‘βαριάς’ τοιχοποιίας και/ή συμπαγούς δαπέδου με μόνωση στο κάτω μέρος του. Ο ήλιος στέλνει τις ακτίνες του κατευθείαν στη θερμική μάζα, η ενέργεια αποθηκεύεται εντός αυτής και έτσι επιτυγχάνονται μικρότερες διακυμάνσεις της εσωτερικής θερμοκρασίας του κτηρίου.
1.2.1.1. Απαιτήσεις
Οι βασικές απαιτήσεις για την εφαρμογή ενός συστήματος άμεσων θερμικών κερδών είναι:
Α- Ένα μεγάλου μεγέθους άνοιγμα με υαλοπίνακα με το χώρο κύριας χρήσης (‘καθημερινό’) να βρίσκεται σε άμεση επαφή με αυτό.
Β- Εμφανής θερμική μάζα στο ταβάνι και/ή στο δάπεδο και/ή στους εσωτερικούς τοίχους, η επιφάνεια και ικανότητα θερμικής αποθήκευση των οποίων είναι υπολογισμένη για την αναγκαία έκθεση στην ηλιακή ακτινοβολία και την αποθήκευσή της.
Γ-Επαρκής μόνωση της μάζας στην οποία γίνεται η θερμική αποθήκευση από τις εξωτερικές κλιματικές συνθήκες.
Η πρώτη απαίτηση καλύπτεται με από το απαραίτητο μέγεθος ανοιγμάτων με κάθετους (συνήθως) υαλοπίνακες, συνήθως διπλούς με διάκενο έτσι ώστε νε μειώνονται οι απώλειες θερμικών κερδών της νύχτα. Τα ανοίγματα αυτά τοποθετούνται στη νότια όψη του κτηρίου και σχεδιάζονται έτσι ώστε να δέχονται τα μέγιστα ηλιακά κέρδη κατά τη διάρκεια του χειμώνα (μέγεθος ανοίγματος, τρόπος σκίασης το καλοκαίρι).
Στις βόρειες περιοχές της χώρας και στις περιοχές με υψηλό υψόμετρο υπάρχει η δυνατότητα χρήσης τριπλών υαλοπινάκων, χρήσης Low E τζαμιού και κινητής μόνωσης που εφαρμόζεται τη νύχτα για την αποφυγή θερμικών απωλειών.
Αρκετά κτήρια σύγχρονου αρχιτεκτονικού σχεδιασμού έχουν μεγάλα νότια ανοίγματα αλλά συνήθως δεν είναι εφοδιασμένα με την επαρκή θερμική μάζα που θα αποθηκεύσει τα ηλιακά κέρδη ή δεν προστατεύονται τις βραδινές ώρες με πρόσθετη κινητή μόνωση που θα εμποδίσει τις νυχτερινές θερμικές απώλειες. Επίσης, η έλλειψη μηχανισμών σκίασης επιτρέπουν την εισροή ανεπιθύμητων ηλιακών κερδών το καλοκαίρι με αποτέλεσμα τη δημιουργία πρόσθετων αναγκών δροσισμού, ακόμη και τη δημιουργία θάμβωσης (αντηλιάς) μειώνοντας το βαθμό οπτικής άνεσης των χρηστών. Οι παραπάνω αστοχίες επηρεάζουν τη συνδρομή των συστήματα άμεσου ηλιακού κέρδους και πρέπει να αποφεύγονται με επαρκή μελέτη.
1.2.1.1.1. Παραλλαγές
Εκτός των βασικών απαιτήσεων υπάρχει μία σειρά από παραλλαγές που προσφέρουν εναλλακτικές στο σχεδιασμό των συστημάτων άμεσου κέρδους.
Α. Η πιο κοινή παραλλαγή είναι στη θέση της θερμικής μάζας. Η βέλτιστη θέση για την τοποθέτηση της θερμικής μάζας σχετίζεται με τους φυσικούς νόμους της μετάδοσης θερμότητας μέσω ακτινοβολίας και μέσω μετάδοσης δια του αέρα (convection). Βάσει των παραπάνω η θερμική μάζα μπορεί να είναι το δάπεδο, το ταβάνι, οι μονωμένοι εξωτερικοί τοίχοι ακόμη και η ελεύθερα τοποθετημένη μάζα εντός του εσωτερικού χώρου.
Η συγκέντρωση ή η διασπορά της θερμικής μάζας προσφέρει την πρώτη υποενότητα στους τύπους των μηχανισμών άμεσου ηλιακού κέρδους. Και στις δύο περιπτώσεις υπάρχουν τα νότια ανοίγματα αλλά αυτές διαφέρουν στον τρόπο που η θερμική ενέργεια αντιμετωπίζεται εφόσον αυτή έχει εισέρθει εντός του κτηρίου επηρεάζοντας τη σχέση της αποθήκης ενέργειας με τον προς θέρμανση χώρο.
Στην πρώτη περίπτωση η ηλιακή ενέργεια προσπίπτει σε μία συγκεντρωμένη επιφάνεια θερμικής μάζας (παρ: δάπεδο) και αποθηκεύεται στο συγκεκριμένο αυτό χώρο (σχ.5.4), ενώ στη δεύτερη περίπτωση η θερμική μάζα μπορεί να είναι κατανεμημένη σε δάπεδο, τοίχους, ταβάνι ή σε ελεύθερα τοποθετημένη μάζα εντός του κτηρίου (σχ.5.5). Η θερμική ενέργεια στη δεύτερη περίπτωση διαχέεται και αποθηκεύεται σε μεγάλη επιφάνεια. Στην περίπτωση αυτή υπάρχει ο κίνδυνος να δημιουργηθεί θάμβωση λόγω απαιτούμενης αντανάκλασης των ηλιακών ακτινών, πιθανότητα που πρέπει να ληφθεί υπόψη στη σχετική μελέτη.
Β. Η χρήση γυαλιού διάθλασης ή περσίδων διάθλασης ή αντανάκλασης ή ‘ραφιών’ αντανάκλασης (οριζόντιες περσίδες) πίσω από τον κύριο υαλοπίνακα έχουν ως αποτέλεσμα τη διασπορά της εισερχόμενης ηλιακής ενέργειας ομοιόμορφα εντός του δωματίου. Τέτοιου τύπου συσκευές όμως θα πρέπει να τοποθετούνται σε ύψος άνω του ύψους των χρηστών προς αποφυγή θάμβωσης.
Γ. Τα υλικά θερμικής αποθήκευσης ποικίλουν και μπορεί να είναι το σκυρόδεμα, τα τούβλα και τα κεραμικά, το νερό και άλλα υγρά ή και συνδυασμός όλων των παραπάνω.
1.2.1.2. Μηχανισμοί ελέγχου
Αρκετοί είναι οι μηχανισμοί που αυξάνουν την αποδοτικότητα και τη χρησιμότητα των συστημάτων άμεσου κέρδους. Οι μεγάλες επιφάνειες υαλοπινάκων που απαιτούνται στα συστήματα αυτά μπορούν να έχουν ως αποτέλεσμα ακραίες διακυμάνσεις της εσωτερικής θερμοκρασίας τόσο προς τα πάνω όσο και προς τα κάτω.
Επαρκής ποσότητα και τύπος θερμικής μάζας πρέπει να έχει προβλεφθεί έτσι ώστε να απορροφά τη θερμική ενέργεια και να την αποδίδει όταν αυτή απαιτείται και όχι πιο νωρίς, έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθούν οι διακυμάνσεις της εσωτερικής θερμοκρασίας.
Η αποφυγή υπερθέρμανσης επιτυγχάνεται συνήθως με ορθή σκίαση των νοτίων ανοιγμάτων. Οι οριζόντιοι πρόβολοι συνήθως είναι επαρκείς για τη ρύθμιση της εισροής των θερμικών κερδών εφόσον έχουν μελετηθεί σε σχέση με την γωνία πρόσπτωσης των ηλιακών ακτινών ανά εποχή.
Ανοίγματα διαφυγής υψηλής θερμοκρασίας επίσης βοηθούν στο δροσισμό του εσωτερικού χώρου κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Προς αποφυγή θερμικών απωλειών το χειμώνα και τη νύχτα είναι απαραίτητη η επαρκής μόνωση των υαλοπινάκων με χρήση γυαλιού υψηλής θερμικής συμπεριφοράς, κινούμενη μόνωση με τη μορφή περσίδων ή κουρτινών και ειδικά σχεδιασμένων μονωτικών μηχανισμών.
Οι παραπάνω μηχανισμοί ελέγχου είναι απαραίτητοι κατά την εφαρμογή των συστημάτων άμεσων κερδών καθώς αντιμετωπίζουν τα φαινόμενα υπερθέρμανσης την άνοιξη, καλοκαίρι και φθινόπωρο και διαφυγής θερμικών κερδών το χειμώνα.
Πλεονεκτήματα:
- Η χρήση αμέσων ηλιακών κερδών είναι το απλούστερο σύστημα θέρμανσης και εύκολο στην πραγματοποίησή του. Σε πολλές περιπτώσεις αυτή επιτυγχάνεται με την απλή τοποθέτηση των απαραίτητων κουφωμάτων στην πρόσοψη του κτηρίου.
- Οι μεγάλες επιφάνειες των υαλοπινάκων όχι μόνο επιτρέπουν στην ηλιακή ενέργεια να θερμάνει το κτήριο αλλά προσφέρουν υψηλό βαθμό φυσικού φωτισμού και καλή οπτική σύνδεση του εσωτερικού με τον έξω χώρο, και οι δύο αυτές ποιότητες αποτελούν αντικείμενο του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού.
- Η τεχνικές και οι τύποι και κατηγορίες των υαλοπινάκων είναι ήδη αναπτυγμένα σε βαθμό που επιτρέπει την εύκολη εφαρμογή των συστημάτων.
- Τα συστήματα άμεσου κέρδους ανήκουν στα οικονομικότερα όσον αφορά στην κατασκευή τους σε σχέση με τα υπόλοιπα συστήματα θέρμανσης.
Μειονεκτήματα:
- Οι μεγάλες επιφάνειες των υαλοπινάκων μπορεί να έχουν ως αποτέλεσμα την θάμβωση των χρηστών, την έλλειψη ιδιωτικότητας και την διαρροή θερμικών κερδών τη νύχτα.
- Η υπεριώδης ακτινοβολία των ηλιακών ακτινών μπορεί να φθείρουν τα υλικά στον εσωτερικό χώρο του κτηρίου, υφάσματα και φωτογραφίες.
- Στις περιπτώσεις που χρησιμοποιείται μεγάλη επιφάνεια υαλοπινάκων συνήθως απαιτείται και μεγάλη ποσότητα θερμικής μάζας για επιτευχθεί η μείωση των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας που προκαλούνται από την ποσότητα εισροής ηλιακής ενέργειας το πρωί και την διαφυγή θερμικών κερδών κατά τη διάρκεια της νύχτας. Η πρόσθετη αυτή ποσότητα θερμικής μάζας, εάν δεν υπηρετεί στατικές ανάγκες μπορεί να αυξήσει το κόστος της κατασκευής. Τα καλά μονωμένα κτήρια απαιτούν μικρότερες επιφάνειες υαλοπινάκων άρα μικρότερες ποσότητες θερμικής μάζας.
- Η χρήση θερμικής μάζας δεν αποκλείει τις ανεπιθύμητες υψηλές διακυμάνσεις της εσωτερικής θερμοκρασίας.
- Η νυχτερινή μόνωση είναι απαραίτητη στις περισσότερες κλιματικές ζώνες και περιοχές με μεγάλο υψόμετρο. Υαλοπίνακες ιδιαίτερης επεξεργασίας ίσως χρειάζονται για να μειώσουν περαιτέρω την διαφυγή θερμικών κερδών.
1.2.2. Έμμεσα ηλιακά κέρδη
Ο τοίχος Trombe, ο τοίχος μάζας, ο τοίχος νερού, και η ταράτσα νερού είναι όλα συστήματα έμμεσου ηλιακού κέρδους, τα οποία συνδυάζουν τη συλλογή ηλιακής ακτινοβολίας, την αποθήκευσή της και τη διανομή της. Αυτά τα φαινόμενα λαμβάνουν χώρα σε κάποιο τμήμα του κελύφους του κτηρίου.
1.2.2.1. Τοίχοι μάζας και τοίχοι Trombe
Στον τοίχο μάζας και τον τοίχο Trombe η θερμική μάζα αποθήκευσής του κτηρίου είναι ο νότια προσανατολισμένος τοίχος, τούβλινος ή τσιμεντένιος ή άλλου υλικού παρόμοιων θερμικών ιδιοτήτων στον οποίο εφαρμόζεται υαλοπίνακας στην εξωτερική του πλευρά για την παγίδευση της θερμικής ενέργειας και την αποφυγή θερμικών απωλειών.
Ο τοίχος Trombe πήρε το όνομά του από τον Γάλλο μηχανικό Felix Trombe. Η διαφορά μεταξύ του τοίχου μάζας (σχ.5.6). και του τοίχου Trombe (σχ.5.7). συνίσταται στο ότι ο δεύτερος έχει θυρίδες αερισμού στο πάνω και κάτω τμήμα του.
Τα απαιτούμενα για την κατασκευή ενός τοίχου μάζας ή ενός τοίχου Trombe είναι μία νότιου προσανατολισμού επιφάνεια συλλογής θερμικής ενέργειας η οποία προστατεύεται με υαλοπίνακα στην εξωτερική πλευρά της και περιλαμβάνει μηχανισμό θερμικής μάζας αποθήκευσης στο εσωτερικό της.
Νέα υλικά όπως είναι η διαφανής μόνωση είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για εφαρμογή σε τοίχους Trombe.
Τα υλικά κατασκευής των τοίχων αυτών μπορεί να είναι το σκυρόδεμα, πέτρα, τούβλα ή άλλα υλικά με παρόμοια θερμικά χαρακτηριστικά.
Η ηλιακή ακτινοβολία προσπίπτει στον τοίχο και απορροφάται από αυτόν έτσι ώστε η επιφάνεια του τοίχου να θερμαίνεται. Η θερμότητα αυτή μεταφέρεται στο εσωτερικό του τοίχου από όπου θερμαίνει τον υπό θέρμανση χώρο μέσω ακτινοβολίας.
Ο χρόνος που χρειάζεται για την παραπάνω διαδικασία εξαρτάται από το υλικό του τοίχου και το πάχος του. Στην περίπτωση τοίχου από σκυρόδεμα ο χρόνος καθυστέρησης (time lag) υπολογίζεται σε 18 λεπτά ανά 10mm τοίχου. Πάχη τοίχου μεγαλύτερα από 100mm δεν αυξάνουν σημαντικά τη μετάδοση της θερμότητας στον υπό θέρμανση χώρο.
Η θερμοκρασία μεταξύ του υαλοπίνακα και του τοίχου μπορεί να φτάσει τους 60C.
Στην περίπτωση του τοίχου Trombe η μεταφορά του ζεστού αέρα γίνεται με θερμοσιφωνικό φαινόμενο μέσω των θυρίδων στο πάνω και κάτω τμήμα του τοίχου. Ο θερμαινόμενος αέρας εισέρχεται στον προς θέρμανση χώρο μέσω της πάνω θυρίδας και ο δροσερότερος αέρας του προς θέρμανση χώρου εισέρχεται στον τοίχο Trombe μέσω της κάτω θυρίδας λόγω της διαφοράς πίεσης, όπου και θερμαίνεται. Έτσι επιτυγχάνεται μία συνεχής κυκλική εισαγωγή θερμού αέρα εντός του προς θέρμανση χώρου.
Οι θυρίδες αερισμού πρέπει να μπορούν να κλείσουν έτσι ώστε να αποφεύγεται η αντίστροφη κίνηση του αέρα τη νύχτα που μπορεί να μειώσει την αποτελεσματικότητα του τοίχου Trombe.
Ο τρόπος αποθήκευσης και διανομής της θερμότητας και η μόνωση του τοίχου έναντι του εξωτερικού αέρα επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα των τοίχων μάζας και τοίχων Trombe.
1.2.2.1.1. Μηχανισμοί ελέγχου
Οι μηχανισμοί ελέγχου και λειτουργίας του τοίχοι Trombe επηρεάζουν την επίδοσή του.
Για μέγιστη επίδοση κατά τη διάρκεια του χειμώνα είναι απαραίτητο να μειωθεί η διαφυγή θερμικών κερδών στην εξωτερική ατμόσφαιρά κατά τη διάρκεια της νύχτας η κατά τη διάρκεια των ημερών χωρίς ηλιοφάνεια.
Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με εφαρμογή μονωτικών εξώφυλλων, με βελτίωση των θερμομονωτικών ικανοτήτων των υαλοπινάκων ή με εφαρμογή φιλμ προστασίας στην εξωτερική πλευρά του τοίχου το οποίο απορροφά μεν τη θερμότητα αλλά δεν ευνοεί την διαφυγή του από τη μάζα του τοίχου μέσω ακτινοβολίας.
Το καλοκαίρι, η μη επιθυμητή υπερθέρμανση της θερμικής μάζας αποθήκευσης μπορεί να αποφευχθεί μέσω προβόλων σκίασης, εξωτερικής μόνωσης ή με χρήση εξωτερικών θυρίδων αερισμού. Η σκίαση του τοίχου με φυλλοβόλα φυτά είναι η πρώτη φυσική λύση που προτείνεται να ληφθεί υπόψη.
Ο τοίχος Trombe προσφέρει τη δυνατότητα το καλοκαίρι να χρησιμοποιηθεί ως ηλιακή καμινάδα εφόσον είναι εφοδιασμένος με εξωτερική θυρίδα αερισμού στο πάνω τμήμα του υαλοπίνακα. Η συνεχής ροή του θερμού αέρα προς το εξωτερικό περιβάλλον δημιουργεί συνεχές ρεύμα του δροσερότερου εσωτερικού αέρα του κτηρίου.
Πλεονεκτήματα:
- Προβλήματα θάμβωσης, ιδιωτικότητας και αλλοίωσης των υλικών του εσωτερικού χώρου και των υφασμάτων λόγω υπεριώδους ακτινοβολίας δεν υφίστανται.
- Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στον εσωτερικό χώρο είναι χαμηλότερου επιπέδου από αυτές που σημειώνονται στις περιπτώσεις χρήσης τεχνικών άμεσου ηλιακού κέρδους.
- Η χρονική καθυστέρηση που παρατηρήται στη μετάδοση της θερμότητας από τον τοίχο αποθήκευσης στον εσωτερικό χώρο του κτηρίου είναι ίσως προτιμότερη από την άμεση θέρμανση του χώρου με συστήματα άμεσου κέρδους καθώς αυτή θα λάβει χώρα τις βραδινές ώρες όταν το κτήριο θα τη χρειάζεται περισσότερο και όχι το απόγευμα.
Μειονεκτήματα:
- Η εξωτερική επιφάνεια του τοίχου αποθήκευσης υπερθερμαίνεται καθώς η μετάδοση της θερμότητας εντός του τοίχου γίνεται με αργότερο ρυθμό από την θέρμανση της επιφάνειάς του. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα αρκετή από την ενέργεια αυτή να διαρρέει στο εξωτερικό περιβάλλον μέσω του υαλοπίνακα.
- Οι μηχανισμοί ελέγχου όπως είναι οι θυρίδες αερισμού και τα εξώφυλλα μόνωσης αυξάνουν το κόστος κατασκευής.
- Ομοίως, δύο νότιοι τοίχοι πρέπει να κατασκευαστούν, ο ένας με υαλοπίνακα και ο άλλος με αυξημένη μάζα. Οι δύο αυτές κατασκευές έχουν κόστος αλλά και απαιτούν την κάλυψη αρκετού χώρου εντός του κτηρίου.
- Φροντίδα πρέπει να λαμβάνεται έτσι ώστε να αποφεύγεται η υπερθέρμανση του χώρου την άνοιξη και το φθινόπωρο, με χρήση των θυρίδων αερισμού και σκίασης.
- Οι τοίχοι μάζας και τοίχοι Trombe δε συνάδουν με τις απαιτήσεις για θέα και φυσικό φωτισμό των κύριων χώρων.
- Ειδική φροντίδα είναι απαραίτητη στο σχεδιασμό του τοίχου Trombe έτσι ώστε να είναι δυνατός ο καθαρισμός της εσωτερικής πλευρά του υαλοπίνακα και της εξωτερικής πλευράς του τοίχου.
- Η δημιουργία υδρατμών στην εσωτερική πλευρά του υαλοπίνακα μπορεί να παρατηρηθεί τις ώρες που μειώνεται η εξωτερική θερμοκρασία ενώ ο τοίχος διατηρεί την αποθηκευμένη θερμότητά του.
1.2.2.2. Μονωμένος τοίχος αποθήκευσης (Remote storage wall)
Ο εσωτερικά τοίχος αποθήκευσης (5.8) είναι μία παραλλαγή του τοίχου Trombe αλλά είναι μονωμένος στην εσωτερική πλευρά του μη επιτρέποντας έτσι τη μετάδοση της θερμότητας από τον τοίχο στον εσωτερικό χώρο. Η επιτρεπόμενη μεταφορά θερμότητας γίνεται μέσω θυρίδας αερισμού πιθανά υποβοηθούμενη με χρήση ηλεκτρικού ανεμιστήρα.
Μία παραλλαγή του συστήματος αυτού έχει θυρίδες αερισμού στο κάτω μέρος του εξωτερικού υαλοπίνακα και στο πάνω μέρος του τοίχου αποθήκευσης. Με αυτό τον τρόπο επιτυγχάνεται η εισαγωγή και προθέρμανση του εξωτερικού αέρα πριν την εισαγωγή του στον εσωτερικό χώρο. Το σύστημα αυτό απαιτεί ένα φράγμα προστασίας στην εξωτερική θυρίδα για την αποφυγή εισόδου εντόμων και σκόνης.
Ο μονωμένος τοίχος αποθήκευσης δεν έχει ερευνηθεί στο βαθμό που έχουν ερευνηθεί τα προηγουμένως αναφερόμενα συστήματα.
1.2.2.3. Τοίχος νερού
Ο τοίχος νερού είναι παρόμοιος με τους τοίχους μάζας και Trombe με τη μόνη διαφορά ότι περιέχει νερό εντός υδατοστεγών δοχείων στο εσωτερικό της μάζας του (5.9, 5.10).
Οι τοίχοι νερού εφαρμόζονται στις περιπτώσεις που απαιτείται μικρότερη μάζα τοίχων. Το σύστημα λειτουργεί πιο αποτελεσματικά από τον τοίχο μάζας ή τον τοίχο Trombe λόγω του μεγαλύτερου βαθμού ικανότητας αποθήκευσης θερμότητας του νερού από αυτή του σκυροδέματος ή των τούβλων.
1.2.2.3.1. Απαιτήσεις και παραλλαγές
Ο τοίχος νερού πρέπει να έχει υαλοπίνακα επίσης στην εξωτερική πλευρά του τοίχου που περιέχει το νερό. Το νερό μπορεί να περιέχεται σε δοχεία διαφόρων τύπων. Η επιλογή του δοχείου επηρεάζει την ικανότητα αποθήκευσης θέρμανσης και τον τρόπο μετάδοσής της αλλά και το κόστος κατασκευής του τοίχου.
1.2.2.3.2. Μηχανισμοί ελέγχου
Χάρη στην ισοθερμική φύση του νερού, η διανομή της ηλιακής ενέργειας εντός του τοίχου είναι σχεδόν άμεση, σε αντίθεση με το χρόνο που απαιτείται στις περιπτώσεις τοίχων μάζας και Trombe. Εάν η θέρμανση του χώρου δεν είναι επιθυμητή μέχρι τις απογευματινές ώρες συνιστάται η προσθήκη μόνωσης στην πλευρά του τοίχου που βρίσκεται σε επαφή με τον εσωτερικό χώρο.
Πλεονεκτήματα:
- Η ισοθερμική φύση του νερού έχει ως αποτέλεσμα μειωμένη θερμοκρασία στην επιφάνεια άρα λιγότερη απώλεια ενέργειας κατά τη διάρκεια της νύχτας.
- Προβλήματα θάμβωσης, ιδιωτικότητας και αλλοίωσης των υλικών του εσωτερικού χώρου και των υφασμάτων λόγω υπεριώδους ακτινοβολίας δεν υφίστανται.
- Οι διακυμάνσεις της εσωτερικής θερμοκρασίας είναι μικρότερες σε σχέση με τα συστήματα άμεσου κέρδους ή του τοίχου Trombe.
- Ο τοίχος νερού παραμένει ζεστός και συνεχίζει να μεταδίδει θερμότητα και το απόγευμα αρκετά μετά τη λήξη της ηλιοφάνειας.
- Η επίδοση των τοίχων νερού έχει μελετηθεί εκτεταμένα.
1.2.3. Συστήματα απομονωμένου κέρδους
Στα συστήματα απομονωμένου κέρδους, η συλλογή ηλιακών κερδών είναι θερμικά απομονωμένη από τον προς θέρμανση χώρο.
Στα αμιγώς παθητικά συστήματα η μετάδοση ενέργειας από τον συλλέκτη προς τον μηχανισμό αποθήκευσης και από το μηχανισμό αποθήκευσης στον προς θέρμανση χώρο γίνεται χωρίς μηχανική βοήθεια μέσω θερμοαγωγιμότητας (convection) ή ακτινοβολίας. Ο πιο κοινός τρόπος μεταφοράς ενέργειας από τον συλλέκτη είναι ο μέσω μιας συγκεκριμένης μορφής θερμοαγωγιμότητας (convection) του λεγόμενου θερμοσιφωνικού κύκλου (thermosiphonic loop): ο αέρας θερμαίνεται στο συλλέκτη, ακολουθεί ανοδική πορεία, ελκύοντας δροσερότερο αέρα από τα χαμηλά επίπεδα του χώρου. Ο θερμός αέρας μεταφέρει την θερμική ενέργεια στο μηχανισμό αποθήκευσης ή στον προς θέρμανση χώρο και τους χρήστες του, γίνεται δροσερότερος και κατευθύνεται προς το συλλέκτη όπου αναθερμαίνεται, ακολουθεί ανοδική πορεία και ξαναρχίζει τον κύκλο του. Το φαινόμενο διαρκεί όσο ο συλλέκτης θερμαίνεται επαρκώς.
Το θερμοσιφωνικό φαινόμενο χρησιμοποιείται επίσης για τη μεταφορά θερμότητας στον προς θέρμανση χώρο από μερικούς τύπους συστημάτων αποθήκευσης όπως είναι τα υποδαπέδια rock beds και οι μονωμένοι τοίχοι μάζας.
Στα ‘υβριδικά’ συστήματα ένας οι πολλοί ανεμιστήρες χρησιμοποιούνται για να κινήσουν τον θερμαινόμενο αέρα ή να υποβοηθήσουν το θερμοσιφωνικό κύκλο.
Τα συστήματα απομονωμένου κέρδους μπορούν να χρησιμοποιηθούν σαν πρόσθετα συστήματα αλλά γενικά τα ηλιακά θερμικά συστήματα καλό είναι να είναι ενταγμένα στην αρχιτεκτονική του κτηρίου ειδικά όταν σχεδιάζουμε νέα κτήρια.
1.2.3.1. Ηλιακός χώρος
Ο ηλιακός χώρος που εφάπτεται στο κτήριο ή αλλιώς ‘θερμοκήπιο’, (5.11, 5.12) αποτελείται από ένα κλειστό με υαλοπίνακες χώρο στη νότια πλευρά του κτηρίου. Ο ηλιακός χώρος μπορεί να περιλαμβάνει ένα τοίχο αποθήκευσης ο οποίος διαχωρίζει το χώρο από τον κύριο χώρο του κτηρίου ή άλλου τύπου μηχανισμό αποθήκευσης εντός του ηλιακού χώρου. Τα παραπάνω έχουν ως σκοπό τη σταθεροποίηση της θερμοκρασίας στον ηλιακό χώρο και στον προς θέρμανση χώρο του κτηρίου. Σε αρκετές περιπτώσεις ο ηλιακός χώρος χρησιμοποιείται ως μηχανισμός προθέρμανσης του αέρα για τον αερισμό του κτηρίου.
1.2.3.1.1. Απαιτήσεις και παραλλαγές
Ο ηλιακός χώρος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για συλλογή ηλιακής ενέργειας με δύο διαφορετικούς τρόπους:
Α. Ο ηλιακός χώρος να λειτουργεί σαν ένας μη θερμαινόμενος χώρος συλλογής άμεσων ηλιακών κερδών, στην οποία περίπτωση γίνεται εισαγωγή θερμικής μάζας στον τοίχο ή το δάπεδο ή νερού, όπως και εισαγωγή κινητής μόνωσης, έτσι ώστε ο χώρος να αντιμετωπιστεί σαν μια απλή κατοικήσιμη προέκταση του κτηρίου. Ουσιαστικά το σύστημα αυτό είναι παρόμοιο ενός τοίχου Trombe στον οποίο έχει αυξηθεί η απόσταση μεταξύ του υαλοπίνακα και του τοίχου.
Β. Η χρήση του ηλιακού χώρου σαν συλλέκτη, με χρήση ελαφρού τύπου υλικών, από τον οποίο ο θερμαινόμενος αέρας μεταφέρεται σε απομακρυσμένο μηχανισμό αποθήκευσης εντός ή κάτω από το προς θέρμανση κτήριο.
Στο χώρο αυτό οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας είναι μεγάλες με αποτέλεσμα ο χώρος να μην είναι κατοικήσιμος, ούτε να υποστηρίζει την παραμονή φυτών, εκτός αν εισαχθούν μηχανισμοί σκίασης, μόνωσης και αερισμού.
Οι ηλιακοί χώροι μπορούν να έχουν ποικιλία γεωμετρικών μορφών και να εντάσσονται με αρκετούς τρόπους στην αρχιτεκτονική του κτηρίου, όπως σαν απλές γραμμικές προσθήκες στη νότια πλευρά ή σαν εντεταγμένο τμήμα στο βασικό όγκο του κτηρίου (με κύριο χώρο ζωής στις τρεις πλευρές του). Ο ηλιακό χώρος μπορεί να καλύπτει ολόκληρη την πλευρά του κτηρίου ή τμήμα αυτής, έναν όροφο ή πολλούς. Ακόμη και αποκομμένοι εντελώς από το κτήριο μπορούν να διοχετεύουν ζεστό αέρα μέσω αεραγωγών.
1.2.3.1.2. Μηχανισμοί ελέγχου
Η μέθοδος διανομής της θερμικής ενέργειας στον ηλιακό χώρο εξαρτάται από τις εξωτερικές κλιματικές συνθήκες, τη χρήση του ηλιακού χώρου σαν συλλέκτη ή σαν μηχανισμό άμεσου κέρδους και τον τρόπο σύνδεσής του με τον κύριο χώρο του κτηρίου.
Στην περίπτωση που ο χώρος χρησιμοποιείται σαν συλλέκτης συνήθως απαιτείται η χρήση ανεμιστήρων.
Σκίαση πρέπει οπωσδήποτε να εφαρμόζεται προς αποφυγή υπερθέρμανσης και πρόβλεψη για αερισμό με σκοπό την απαγωγή θερμότητας κατά τις θερμές περιόδους. Τα κάθετα υαλοστάσια σε αντίθεση με τα κεκλιμένα μειώνουν την έκταση της ανάγκης σκίασης. Η εφαρμογή κινητής μόνωσης εμποδίζει τη διαφυγή κερδών τη νύχτα ή τις ημέρες χωρίς ηλιοφάνεια, αλλά το κόστος τους πρέπει να ληφθεί υπόψη κατά τη διαδικασία του σχεδιασμού. Ένα βοηθητικό σύστημα μηχανικής θέρμανσης και ελέγχου υγρασίας είναι ίσως χρήσιμο στις περιπτώσεις που στο χώρο έχουμε τοποθετήσει φυτά ή νερό.
Σε μερικές περιπτώσεις είναι ίσως σκόπιμο να ρυθμιστεί το πρόγραμμα λειτουργίας τεχνητής θέρμανσης σε συνάρτηση με τις ώρες ηλιοφάνειας και τη θερμική λειτουργία του ηλιακού χώρου.
Πλεονεκτήματα:
- Μία θερμική ζώνη μεταξύ του ελεγχόμενου εσωτερικού χώρου του κτηρίου και του εξωτερικού χώρου εξομαλύνει τη διαφορά μεταξύ των δύο και μπορεί να βελτιώσει δραματικά το εσωτερικό μικροκλίμα του κτηρίου. Εάν ο ηλιακός χώρος καλύπτει όλη την επιφάνεια της νότιας πρόσοψης μειώνονται δραματικά οι απώλειες θερμότητας μέσω του κελύφους και του αερισμού. Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας εντός του κύριου χώρου είναι μικρότερες από αυτές που παρατηρούνται στις περιπτώσεις χρήσης συστημάτων άμεσων ηλιακών κερδών.
- Η χρήση των χώρων αυτών σαν βοηθητικοί χώροι ζωής, χώροι περιοδικής χρήσης ή χώροι φυτών βελτιώνει την ποιότητα ζωής στο κτήριο.
- Η προσθήκη ενός ηλιακού χώρου στα υπάρχοντα κτήρια δεν εμπεριέχει τεχνικές δυσκολίες.
- Οι ηλιακοί χώροι εύκολα συνδυάζονται με άλλα παθητικά συστήματα.
Μειονεκτήματα:
- Υπερθέρμανση στα ζεστά κλίματα και μεγάλες διακυμάνσεις εσωτερικής θερμοκρασίας, ανάγκη για πρόσθετα μέτρα σκίασης και αερισμού.
- Η γυάλινη οροφή του ηλιακού χώρου μπορεί λόγω ψύχους το βράδυ να παρουσιάσει υγρασία στην εσωτερική επιφάνειά της.
- Η θερμική ενέργεια μεταφέρεται από τον ηλιακό χώρο στον κύριο χώρο του κτηρίου με τη μορφή θερμού αέρα. Είναι δυσκολότερη η αποθήκευση θερμικής ενέργειας μέσω θερμού αέρα σε σύγκριση με την αποθήκευση μέσω ακτινοβολίας από άμεσα ηλιακά κέρδη.
- Στην περίπτωση που υπάρχουν φυτά στον ηλιακό χώρο, η αυξημένη υγρασία στο χώρο μπορεί να προκαλέσει προβλήματα υγροποίησης.
- Ένας ηλιακός χώρος που έχει σχεδιαστεί σαν προσθήκη του κτηρίου δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως χώρος ζωής κατά τη διάρκεια ολόκληρου του έτους.
- Ο ηλιακός χώρος μπορεί να προσφέρει όχι δραματικά αποτελέσματα σε σχέση με το κόστος του, παρόλα αυτά στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό σημαντικό ρόλο παίζει η ποιότητα διαβίωσης που επιτυγχάνεται στο χώρο ζωής εκτός από τα λογιστικά αριθμητικά αποτελέσματα.
1.2.4. Συστήματα διπλού κέρδους
Μέχρι σήμερα έχουν κατασκευαστεί αρκετά συστήματα διπλού κέρδους και οι έρευνα συνεχίζεται. Τα συστήματα αυτά είναι σχεδιασμένα να χρησιμοποιούν τα ευεργετικά ωφέλη και των δύο κατηγοριών συνδιάζοντας έμμεσα και άμμεσα κέρδη. Για παράδειγμα ένα σύστημα μπορεί να επιτρέπει τη λήψη των άμμεσων ακτινών ηλιακού κέρδους και συγχρόνως την έμμεση ανάληψη θερμότητας από ένα μηχανισμό θερμικής αποθήκευσης εντός του συστήματος.
Σύστημα διπλού κέρδους είναι για παράδειγμα ένας τοίχος νερού κατασκευασμένος από διαφανή δοχεία. Στην περίπτωση αυτή η αναλογία έμμεσων και άμμεσων κερδών ορίζεται από τη γεωμετρία και τον τύπο των υλικών κατασκευής.
Ένα άλλο παράδειγμα συστήματος κερδών διπλού κέρδους είναι η εφαρμογή ανοιγόμενων περσίδων κατασκευασμένων από υλικό αλλαγής φάσης. Τα υλικά αλλαγής φάσης βρίσκονται ακόμη υπό ανάπτυξη. Έχουν τη δυνατότητα να απορροφούν μέχρι και 6 φορές περισσότερη ενέργεια από ότι έχουν τα συνήθη οικοδομικά υλικά όπως το σκυρόδεμα και τα τούβλα. Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να ελέγξει το ποσοστό άμμεσων και έμμεσων κερδών που λαμβάνει το κτήριο ρυθμίζοντας ανάλογα το άνοιγμα των περσίδων. Το σύστημα αυτό συνδιάζει τα χαρακτηριστικά ενός συστήματος άμμεσων κερδών με σκίαση και ενός τοίχου Trombe.
******************************************************************
******************************************************************
******************************************************************
