Βιοκλιματική Αρχιτεκτονική

Η δύναμη της αρχιτεκτονικής είναι ότι μπορεί να δημιουργεί όχι μόνο κτίρια για απλή χρήση αλλά και κτίρια ποιότητας, τα οποία έχουν έναν μοναδικό τρόπο να αναδεικνύουν το περιβάλλον τους. Ακόμη μεγαλύτερη είναι η δύναμη της βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής, η οποία δημιουργεί τα λεγόμενα «έξυπνα» κτίρια.

ΕΓΚΑΡΣΙΑ ΤΟΜΗ 1. Ηχοαπορροφητική ψευδοροφή (ίνες ανακυκλωμένου υάλου). 2. Ανακλαστική μεταλλική ψευδοροφή. 3. Ανοιγόμενο παράθυρο με εξωτερικές περσίδες σκίασης. 4. Ανεμιστήρες οροφής. 5. Εξωτερική θερμομόνωση (φυσαλίδες υαλόμαζας). 6. Επένδυση με χαλκό. 7. Μαρμάρινο δάπεδο.

Η αρχιτεκτονική που λαμβάνει υπόψη τους κλιματολογικούς παράγοντες μέσα στους οποίους υπάρχει ένα κτίριο έχει επικρατήσει να ονομάζεται βιοκλιματική. Στόχος της είναι να δημιουργήσει κτίρια όσο γίνεται φιλικά προς το περιβάλλον που να καταναλώνουν όσο γίνεται λιγότερη ενέργεια. Οι στρατηγικές και οι μέθοδοι που χρησιμοποιεί δέν είναι καινούργιες. Η παραδοσιακή αρχιτεκτονική τις γνώριζε πριν από πολλές δεκαετίες. Η επικράτηση όμως σύγχρονων τεχνικών κατασκευής σε παγκόσμιο επίπεδο και η διαθεσιμότητα φθηνής ενέργειας οδήγησαν σε κτίρια με ομοιόμορφη παγκόσμια εμφάνιση, που έπαψαν να υπολογίζουν τους εκάστοτε κλιματικούς και τοπολογικούς παράγοντες.

Πάρτε για παράδειγμα έναν κύβο από γυαλί, ο οποίος μπορεί να κατασκευαστεί σε οποιοδήποτε γεωγραφικό μήκος και πλάτος της γής. Σέ ζεστό κλίμα το κτίριο αυτό θα υπερθερμαίνεται και θα καταναλώνει μεγάλα φορτία για ψύξη, σε ψυχρό κλίμα θα έχει μεγάλες απώλειες και θα χρειάζεται θέρμανση. Επιπλέον λόγω της βαθιάς του κάτοψης οι χρήστες του, αν υποθέσουμε ότι είναι κτίριο γραφείων, θα δουλεύουν το μεγαλύτερο μέρος της ημέρας με τεχνητό φως. Το κτίριο αυτό θα είναι σε κάθε περίπτωση εξαιρετικά ενεργοβόρο. Υπολογίζεται ότι το 50% της συνολικής παραγόμενης ενέργειας παγκοσμίως καταναλίσκεται για την κατασκευή και λειτουργία κτιρίων. Και βέβαια πέρα από αυτά τα μειονεκτήματα που αφορούν τον τεχνικό και οικονομικό τομέα, υπάρχει και αρνητικός αντίκτυπος στη λεγόμενη «άνεση του χρήστη». Δημιουργείται, δηλαδή, ένα δυσάρεστο και κουραστικό περιβάλλον εργασίας με συμπτώματα που όλοι γνωρίζουμε πιά.

Δημιουργία νέων ανοιγμάτων οροφής με δυτικό προσανατολισμό.

Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός, αντίθετα, λαμβάνει υπόψη του τα κλιματικά και τοπολογικά (τοπογραφικά) δεδομένα. Έτσι το ίδιο το κτίριο με το σχήμα του, τον προσανατολισμό του και την εσωτερική του οργάνωση μπορεί να συντελέσει σημαντικά στην μείωση κατανάλωσης ενέργειας. Βασική προϋπόθεση για τον σωστό σχεδιασμό ενός τέτοιου «έξυπνου» κτιρίου είναι η μελέτη των κλιματικών δεδομένων και του οικοπέδου, η ανάλυση των δυνατοτήτων που παρέχονται για φυσικό φωτισμό, φυσικό αερισμό και δροσισμό, παθητική θέρμανση κ.λπ. Τα δεδομένα αυτά δημιουργούν περιορισμούς στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό, τους οποίους ο αρχιτέκτονας καλείται να αντιμετωπίσει με τρόπο τέτοιο ώστε να οδηγούν σε δημιουργικές, καινοτόμες και αισθητικά ωραίες αρχιτεκτονικές λύσεις. Την διαδικασία αυτή την έχω πολλές φορές ονομάσει, κατά τον Corbusier, ένα συναρπαστικό παιχνίδι που καλούμαστε να παίξουμε.

Εφαρμογή της βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής

Προσεγγίζουμε το κτίριο σαν να ήταν ένας ζωντανός οργανισμός. Όταν ζεσταίνεται, θα έπρεπε να μπορεί να αφαιρέσει κάποια στρώση από τα ρούχα του, όταν κρυώνει να προσθέσει. Με αυτήν την έννοια χρησιμοποιούμε την διπλή πρόσοψη. Για παράδειγμα στο κτίριο γραφείων της εργοληπτικής εταιρείας ΑΒΑΞ Α.Ε. στο κέντρο της Αθήνας έχει κατασκευαστεί μπροστά από την κύρια ανατολική πρόσοψη μία δεύτερη όψη, η οποία αποτελείται από κατακόρυφα γυάλινα περιστρεφόμενα σκίαστρα. Τα σκίαστρα αυτά ελέγχονται από κεντρικό σύστημα διαχείρισης μέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή και ανοίγουν και κλείνουν αυτόματα ανάλογα με τις εξωτερικές θερμοκρασίες και την πρόσπτωση ή όχι του ηλίου στην όψη. Τα σκίαστρα κλείνουν, δηλαδή, τις ώρες που ο ήλιος πέφτει πάνω στην πρόσοψη, εμποδίζοντας έτσι την υπερθέρμανση του κτιρίου, ενώ αφήνουν αρκετό φως να τα διαπερνά, ώστε οι χρήστες του να μπορούν να εργάζονται με φυσικό φως και μόνο. Το κτίριο της ΑΒΑΞ έχει συνολική κατανάλωση ενέργειας περίπου 50% ενός αντίστοιχου συμβατικού κτιρίου.

Σέ μία άλλη περίπτωση, σε δυό γειτονικά οικόπεδα στο Πολύδροσο Αμαρουσίου δημιουργείται ένα συγκρότημα κτιρίων γραφείων σε σχήμα Π για να στεγάσει τα γραφεία εργοληπτικής εταιρείας, τα γραφεία των αρχιτεκτόνων και άλλων μηχανικών.

Στό εσωτερικό του Π δημιουργείται μία κεντρική αυλή, με μία λίμνη και ένα γλυπτό του Γιώργου Ζογγολόπουλου, με στόχο την δημιουργία ενός θύλακος μικροκλίματος. Επίσης το σχήμα αυτό δημιουργεί ρηχές κατόψεις που φωτίζονται φυσικά από ανοίγματα στις «μακριές» πλευρές τους, περιορίζοντας έτσι την κατανάλωση ηλεκτρικού ρεύματος για φωτισμό μόνο στις βραδινές ώρες. Τα κτίρια έχουν μικρά ανοίγματα (πού σκιάζονται όταν χρειάζεται) έτσι ώστε να αποφεύγεται η απώλεια θερμότητας τον χειμώνα και η υπερθέρμανση το καλοκαίρι. Δυο μονάδες νυκτερινού εξαερισμού τραβούν έξω τη νύκτα τον ζεστό αέρα που συγκεντρώνεται στο κτίριο κατά την διάρκεια της ημέρας το καλοκαίρι, αντικαθιστώντας τον με φρέσκο δροσερότερο απ’ έξω, μειώνοντας έτσι την θερμοκρασία του κτιρίου την επόμενη ημέρα κατά 300 C περίπου. Επιπλέον υπάρχουν ανεμιστήρες οροφής σε όλους τους γραφειακούς χώρους, οι οποίοι προεκτείνουν την ζώνη άνεσης από τους 250 C στους 290 C. Μόνο σε περίπτωση που η θερμοκρασία ξεπεράσει τους 290 C ανάβει το εφεδρικό σύστημα κλιματισμού. Το συγκρότημα αυτό έχει συνολική κατανάλωση ενέργειας 55kWh/μ2 τον χρόνο, έναντι 250-300 kWh/μ2 τον χρόνο αντίστοιχων συμβατικών κτιρίων.

Το Μουσείο των Δελφών

Το Μουσείο των Δελφών μετά την ανακαίνισή του (αεροφωτογραφία).

Ένα έργο που ολοκληρώθηκε πρόσφατα (2004) και ενσωματώνει αρχές βιοκλιματικού σχεδιασμού είναι η ανακαίνιση και επέκταση του Αρχαιολογικού Μουσείου των Δελφών. Η μελέτη και η κατασκευή έγιναν σε δυό φάσεις. Κατά την πρώτη φάση κατασκευάστηκε ένα νέο μακρόστενο κτίριο (πού επενδύθηκε με μπέζ πωρόλιθο) μπροστά από το υπάρχον για να εντάξει το κτίριο στο δελφικό τοπίο και να διευκολύνει μέσω ενός συστήματος ραμπών την πρόσβαση από και προς τον αρχαιολογικό χώρο.

Επίσης κατασκευάστηκε μία νέα αίθουσα για τον Ηνίοχο. Σέ δεύτερη φάση ανακαινίστηκε το υπόλοιπο κτίριο (οι εκθεσιακοί χώροι). Κατά την ανακαίνιση αυτή χρησιμοποιήθηκαν οι καλές παθητικές ιδιότητες του κτιρίου, προστέθηκαν μονώσεις, επανασχεδιάστηκαν τα ανοίγματα του κτιρίου για κατάλληλο φυσικό φωτισμό και δροσισμό, ημερήσιο και νυκτερινό, προστέθηκαν ηχοαπορροφητικές ψευδοροφές, ανεμιστήρες οροφής κ.λπ. Τα συστήματα θέρμανσης και ψύξης που χρησιμοποιήθηκαν στοχεύουν στην μείωση της κατανάλωσης ενέργειας. Οι εγκαταστάσεις ελέγχονται από σύστημα διαχείρισης του κτιρίου. Από τις ενεργειακές μετρήσεις που έγιναν προκύπτει εξοικονόμηση ενέργειας 61% σε σχέση με ένα αντίστοιχο συμβατικό κλιματιζόμενο μουσείο.

Η αίθουσα του Ηνίοχου με φανό οροφής.

Οι επεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας τόσο για το κτίριο της ΑΒΑΞ όσο και για το Μουσείο των Δελφών συγχρηματοδοτήθηκαν από τα προγράμματα της Ευρωπαϊκής Επιτροπής THERMIE και ENERGIE αντίστοιχα.

Πολλές φορές με ρωτούν αν τα συστήματα αυτά έχουν αυξημένο κόστος κατασκευής. Επειδή στην πραγματικότητα είναι πολύ απλά (με λίγες εξαιρέσεις), δέν επιφέρουν σημαντική αύξηση του κόστους κατασκευής έναντι αντίστοιχων συμβατικών κτιρίων. Αυτό ακριβώς είναι το πλεονέκτημα των ονομαζόμενων «παθητικών» συστημάτων έναντι των «ενεργητικών» (π.χ. ηλιακοί συλλέκτες, φωτοβολταϊκά πανέλλα κ.λπ.), τα οποία σαφώς έχουν αυξημένο πάγιο κόστος (για την κατασκευή και την τοποθέτηση).