Βιοκλιματικός Design With Climate Σχεδιασμός

Βιοκλιματική Αρχιτεκτονική Η βιοκλιματική αρχιτεκτονική αφορά το σχεδιασμό κτιρίων και χώρων με βάση το τοπικό κλίμα, με σκοπό την εξασφάλιση συνθηκών θερμικής και οπτικής άνεσης, αξιοποιώντας την ηλιακή ενέργεια και άλλες περιβαλλοντικές πηγές αλλά και τα φυσικά φαινόμενα του κλίματος.

Βιοκλιματικός Σχεδιασμός Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός βασίζεται στις παρακάτω αρχές: 1) Θερμική προστασία των κτιρίων. 2) Αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας για τη θέρμανση των κτιρίων τη χειμερινή περίοδο και για φυσικό φωτισμό όλο το χρόνο. 3) Προστασία των κτιρίων από τον καλοκαιρινό ήλιο. 4) Απομάκρυνση της θερμότητας που το καλοκαίρι συσσωρεύεται μέσα στο κτίριο με φυσικό τρόπο. 5) Βελτίωση - ρύθμιση των περιβαλλοντικών συνθηκών μέσα στους χώρους.

Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Τα Παθητικά Ηλιακά Συστήματα είναι αναπόσπαστα κομμάτια - δομικά στοιχεία ενός κτιρίου που λειτουργούν χωρίς μηχανολογικά εξαρτήματα ή πρόσθετη παροχή ενέργειας και με φυσικό τρόπο θερμαίνουν, αλλά και δροσίζουν τα κτίρια. Τα Παθητικά Συστήματα χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: 1) Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Θέρμανσης 2) Παθητικά Συστήματα και Τεχνικές Φυσικού Δροσισμού 3) Συστήματα και Τεχνικές Φυσικού Φωτισμού

Ν Δ Β Α Φυλλοβόλα δέντρα Φωτοβολταϊκά Πανέλα Αειθαλή δέντρα Πέργολα Ηλιακοί Θερμοσίφωνες

Δεντροφύτευση βόρια πλευρά: φυτεύονται αειθαλή δέντρα για προφύλαξη από τους βόρειους ανέμους. νότια πλευρά: φυτεύονται φυλλοβόλα δέντρα, ώστε το χειμώνα να μην εμποδίζουν τον ήλιο και το καλοκαίρι να εμποδίζουν την ηλιακή ακτινοβολία να φτάσει στο σπίτι. Βόρειοι άνεμοι Βορράς μια σειρά αειθαλών θάμνων δύο σειρές αειθαλή δέντρων φυλλοβόλα δέντρα για σκίαση αειθαλή θάμνοι Τις ζεστές καλοκαιρινές μέρες, ένα δέντρο που σκιάζει το σπίτι σας αντιστοιχεί σε 5 κλιματιστικά που λειτουργούν για 20 ώρες. Τρία δέντρα κατάλληλα φυτεμένα μπορούν να μειώσουν την ενέργεια για δροσισμό έως και κατά 50%.. !

Α Ν Δ Β Φωτοβολταϊκά Πανέλα Τουρμπίνες Αιολικής Ενέργειας Πέργολα Αειθαλή δέντρα Σκίαστρα Φυλλοβόλα δέντρα

Σκίαστρα Ο εξωτερικός σκιασμός είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος περιορισμού της εισόδου της ηλιακής ακτινοβολίας και κατ’ επέκταση της θερμότητας, στους εσωτερικούς χώρους. Η σκίαση μπορεί να γίνει είτε με την κατάλληλη φύτευση δέντρων και φυτών είτε με κατάλληλα σκίαστρα. Προσαρμόζονται ανάλογα με τον προσανατολισμό, δηλαδή οριζόντια σκίαστρα για τα νότια ανοίγματα και κατακόρυφα για τα ανατολικά και δυτικά.

Δ Β Α Ν Αειθαλή δέντρα Σκίαστρα Φωτοβολταϊκά Πανέλα Φυλλοβόλα δέντρα Πέργολα Τουρμπίνες Αιολικής Ενέργειας Ηλιακοί Θερμοσίφωνες

Οι τουρμπίνες αιολικής ενέργειας οριζόντιου άξονα συνήθως έχουν δύο ή τρία πτερύγια. Αυτές με τα τρία πτερύγια λειτουργούν με πνοή ανέμου προς τα πάνω, με τα πτερύγια να είναι στραμμένα προς τη φορά του ανέμου. Οι μικρές, μονές τουρμπίνες, κάτω των 100 kw, χρησιμοποιούνται και σε σπίτια. Οι τουρμπίνες αυτές μερικές φορές χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με γεννήτριες πετρελαίου, μπαταρίες και φωτοβολταϊκά συστήματα. Αυτά τα συστήματα ονομάζονται υβριδικά-αιολικά συστήματα και συνήθως χρησιμοποιούνται σε μακρινές περιοχές, εκτός δικτύου ηλεκτροδότησης.

Β Α Ν Δ Φυλλοβόλα δέντρα Σκίαστρα Πέργολα Τουρμπίνες Αιολικής Ενέργειας Αειθαλή δέντρα Φωτοβολταϊκά Πανέλα

μη αντανακλαστική επικάλυψη πίσω επαφή μπροστινή επαφή ειδικά μεταχειρισμένο ημιαγωγό υλικό ακτίνες ήλιου

Τα φωτοβολταϊκά συστήματα μετατρέπουν την ηλιακή ακτινοβολία σε ηλεκτρική ενέργεια. Μια εγκατάσταση φωτοβολταϊκών, όσο μικρή και αν είναι, αποτελεί από μόνη της ένα μικτό οικολογικό κέντρο παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος.

Συμπερασματικά θα μπορούσε να επισημάνει κανείς ότι η φωτοβολταϊκή μετατροπή της ηλιακής ενέργειας παρουσιάζει μερικά βασικά και ελκυστικά πλεονεκτήματα: α) το πυρίτιο, η βασική πρώτη ύλη των φωτοβολταϊκων, είναι ένα από τα πιο κοινά στοιχεία του πλανήτη μας β) τα φωτοβολταϊκά είναι φιλικά προς το περιβάλλον, έχουν μακρά διάρκεια ζωής και η λειτουργία τους είναι ακίνδυνη, χωρίς συντήρηση και βασικά έξοδα γ) λειτουργούν αποτελεσματικά ακόμη και σε νεφελώδη καιρό δ) τα φωτοβολταϊκά είναι βασισμένα σε γνωστή τεχνολογία και παρέχουν την ευκαιρία για πλήρη ενεργειακή αποκέντρωση ε) συνεχής παροχή ενέργειας και απεξάρτηση από συμβατικά καύσιμα στ) πώληση περίσσειας ενέργειας στην ΑΗΚ ζ) επιχορηγημένο κόστος εγκατάστασης από το κράτος Συμπερασματικά θα μπορούσε να επισημάνει κανείς ότι η φωτοβολταϊκή μετατροπή της ηλιακής ενέργειας παρουσιάζει μερικά βασικά και ελκυστικά πλεονεκτήματα: α) το πυρίτιο, η βασική πρώτη ύλη των φωτοβολταϊκων, είναι ένα από τα πιο κοινά στοιχεία του πλανήτη μας β) τα φωτοβολταϊκά είναι φιλικά προς το περιβάλλον, έχουν μακρά διάρκεια ζωής και η λειτουργία τους είναι ακίνδυνη, χωρίς συντήρηση και βασικά έξοδα γ) λειτουργούν αποτελεσματικά ακόμη και σε νεφελώδη καιρό δ) τα φωτοβολταϊκά είναι βασισμένα σε γνωστή τεχνολογία και παρέχουν την ευκαιρία για πλήρη ενεργειακή αποκέντρωση ε) συνεχής παροχή ενέργειας και απεξάρτηση από συμβατικά καύσιμα στ) πώληση περίσσειας ενέργειας στην ΑΗΚ ζ) επιχορηγημένο κόστος εγκατάστασης από το κράτος Γεωθερμική Ενέργεια Ηλιακή Ενέργεια Υδροηλεκτρική Ενέργεια Αιολική Ενέργεια ΒιομάζαΥδρογόνο

Β Α Ν Δ

Προσανατολισμός Λαμβάνοντας υπόψη τους «ηλιακούς χάρτες», όπου φαίνεται η γωνία πρόσπτωσης των ηλιακών ακτινών σε κάθε τόπο, για κάθε εποχή και την κάθε ώρα της ημέρας, καθορίζεται ο προσανατολισμός και το σχήμα του κτιρίου. Έτσι είναι δυνατόν το κτίριο να συλλέγει τη μέγιστη ηλιακή ακτινοβολία, όταν τη χρειάζεται (χειμώνας) και να την αποφεύγει όταν δεν είναι επιθυμητή (καλοκαίρι). Το χειμώνα ο ήλιος κινείται χαμηλά στον ορίζοντα στη μεριά του Νότου και έτσι μπορεί να διεισδύει βαθιά στο εσωτερικό των κτιρίων, μέσα από κατάλληλα ανοίγματα στη νότια πλευρά του. Το καλοκαίρι αντίθετα κινείται ψηλά πάνω από τις στέγες και έτσι η σκίαση των κτιρίων είναι εύκολη με ανάλογες οριζόντιες προεξοχές.

Τραπεζαρία Δ Β Α Ν Καθιστικό Αποχωρητήριο Σκάλες Κουζίνα Είσοδος Βεράντα Ground Floor

Χωροθέτηση Εσωτερικών Χώρων Η διάταξη των εσωτερικών χώρων γίνεται με τέτοιο τρόπο, ώστε οι χώροι με μεγάλο χρόνο χρήσης (καθιστικό, τραπεζαρία) και υψηλές επιθυμητές εσωτερικές θερμοκρασίες να χωροθετηθούν στη νότια πλευρά του κτιρίου. Αντίθετα οι χώροι με περιορισμένο χρόνο χρήσης που απαιτούν συγκριτικά και χαμηλότερες θερμοκρασίες (αποχωρητήρια, υπνοδωμάτια) θα πρέπει να χωροθετούνται σε ενδιάμεση θερμική ζώνη. Oι υπόλοιποι βοηθητικοί χώροι (garage, αποθήκες) θα πρέπει χωροθετηθούν στη βορινή πλευρά, ώστε να λειτουργούν ως ζώνη θερμικής ανάσχεσης ανάμεσα στους θερμαινόμενους χώρους και το εξωτερικό περιβάλλον.

Ενδοδαπέδια θέρμανση Εξωτερική Θερμομόνωση Τοίχου με Μονωτικό Υλικό

Η ενδοδαπέδια θέρμανση αποτελεί έναν σύγχρονο τρόπο θέρμανσης κλειστών χώρων προσφέροντας σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας. Το στοιχείο που αποδίδει τη θερμότητα στο χώρο είναι το δάπεδο του χώρου το οποίο θερμαίνεται με την βοήθεια σωληνώσεων που είναι τοποθετημένοι εντός αυτού και στους οποίους κυκλοφορεί ζεστό νερό. Η ενδοδαπέδια θέρμανση θερμαίνει το χώρο με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε να πλησιάζει την ιδανική θερμοκρασία Απλά σώματα θέρμανσης Καλώδια θέρμανσης

Τα πλεονεκτήματα της θέρμανσης δαπέδου είναι: 1) Θερμική θαλπωρή με ιδανική κατανομή θερμοκρασίας στο χώρο. 2) Η χαμηλή θερμοκρασία του νερού συντελεί στην εξοικονόμηση ενέργειας. 3) Φιλικότητα προς το περιβάλλον. 4) Η έλλειψη έντονων ρευμάτων αέρα μειώνει το ποσό της σκόνης που αιωρείται (κατάλληλο για αλλεργικούς). 5) Καλαίσθητοι χώροι αφού είναι ελεύθεροι από θερμαντικά σώματα. 6) Δεν μαυρίζουν οι τοίχοι πάνω από τα σώματα. 7) Είναι η καταλληλότερη θέρμανση για χώρους με μεγάλο ύψος. 8) Δυνατότητα να χρησιμοποιήσουμε το ίδιο σύστημα και για ψύξη. 9) Πριν την τοποθέτηση των σωλήνων προηγείται θερμομόνωση του δαπέδου για να μην έχουμε απώλεια θερμότητας από κάτω.

Πλεονεκτήματα: Διατήρηση της θερμότητας στο χώρο και μετά τη διακοπή της θέρμανσης λόγω της θερμοχωρητικότητας των δομικών στοιχείων. Μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας λόγω μικρότερης χρονικά χρήσης του συστήματος κλιματισμού εξαιτίας της αποθήκευσης ενέργειας στα νότια κυρίως δομικά στοιχεία από τον ήλιο εφόσον εξασφαλίζεται η απαιτούμενη θερμοχωρητικότητα με την κατασκευή τοιχοποιίας, δοκών και υποστυλωμάτων επαρκούς πάχους. Προστασία εξωτερικών επιφανειών τοίχων από συστολές και διαστολές λόγω εξωτερικών θερμοκρασιακών μεταβολών. Ελαχιστοποίηση έως και μηδενισμός των θερμογεφυρών. Σε περίπτωση που εφαρμοστεί σε υφιστάμενα κτίρια δεν εμποδίζει τη λειτουργία του εσωτερικού χώρου κατά την κατασκευή και δε μειώνει το ωφέλιμο εμβαδόν του. Προστασία από καιρικές συνθήκες. 2,5cm ειδικό επίχρισμα 25cm τούβλα 5cm θερμομονωτικό υλικό Εξωτερική Θερμομόνωση με μονωτικό υλικό 2,5cm ειδικό επίχρισμα 5 cm θερμομονωτικό υλικό 25 cm τούβλα 2,5 cm ειδικό επίχρισμα

Υπολογισμός Ενεργειακής Απόδοσης Εξωτερικής Θερμομόνωσης Ορισμοί: Συντελεστής Θερμικής Αγωγιμότητας Συντελεστής θερμικής Αγωγιμότητας είναι η ποσότητα θερμότητας που ρέει σε ένα δευτερόλεπτο, στην διάρκεια μιας ώρας μέσα από τη στρώση ομοιογενούς υλικού επιφάνειας 1m 2, όταν η θερμοκρασιακή πτώση κατά τη διεύθυνση ροής της θερμότητας είναι 1 ο C/m. Θερμική Αντίσταση Θερμική αντίσταση είναι η αντίσταση των στοιχείων στην ροή θερμότητας σε Watt διαμέσου ομοιογενούς υλικού για διαφορά θερμοκρασίας στις 2 πλευρές του στοιχείου 1 ο C. Συντελεστής θερμοπερατότητας (U) Ο συντελεστής θερμοπερατότητας καθορίζει τη θερμομονωτική ικανότητα του στοιχείου κατασκευής και δίδει την ποσότητα της θερμότητας σε Wh η οποία μεταδίδεται, σε σταθερή θερμική κατάσταση, ωριαία, από επιφάνεια 1m 2 του στοιχείου κατασκευής, όταν η διαφορά θερμοκρασίας του αέρα που βρίσκεται σε επαφή με τις δύο πλευρές του στοιχείου είναι 1 βαθμός Kelvin. Ο συντελεστής αυτός εξαρτάται από την επιφάνεια της κατασκευής, το πάχος και το συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας των οικοδομικών υλικών και η μονάδα μέτρησης είναι W/m 2 K.

Τύπος ΚατασκευήςΤοίχος 25cm, θερμομονωμένος εξωτερικά Α/ΑΟνομασία Υλικού Πάχος Υλικού (m) Θερμική Αγωγιμότητα Υλικού (W/mK) Θερμική Αντίσταση Υλικού (m ² K/W) Τυπική Σχεδιαστική Λεπτομέρεια 1 Επίχρισμα (τσιμεντοκονίαμα) 0,0251,390, Τούβλο0,250,40,5 3 Θερμομονωτικό Υλικό 0,05-0,909 4 Επίχρισμα (τσιμεντοκονίαμα) 0,0251,390, * Ροή ΘερμότηταςR si (m ² K/W) R se (m ² K/W) Συντελεστής θερμοπερατότητας U (W/m 2 K) Οριζόντια0,130,040,619 Σημείωση Ικανοποιείται η απάιτηση του διατάγματος που είναι U ≤ 0, * Υλικά με αμελητέα θερμική αντίσταση όπως π.χ. μπογιές, γόμες κλπ δεν έχουν ληφθεί υπόψη κατά τον υπολογισμό της τελικής θερμικής αντίστασης του στοιχείου. Εξωτερικός τοίχος από συνηθισμένο τρυπητό τούβλο πάχους 25cm, με θερμομόνωση εξωτερικά, σοβατισμένος εσωτερικά και εξωτερικά με σοβά πάχους 2,5cm.

Fab Tree House Δεν είναι απλώς ένα σπίτι που σέβεται το περιβάλλον αλλά ένα σπίτι που γίνεται αναπόσπαστο τμήμα του...

Οικολογική Κατοικία Το σχέδιο Fab Tree Hab προβλέπει μάλιστα ότι τα φυτά, που είναι ειδικά καλλιεργημένα με τη βοήθεια κλουβιών-οδηγών, μεγαλώνουν με τρόπο ώστε να αποκτήσουν την εξωτερική μορφή ενός σπιτιού. Η ένταξη όμως στο περιβάλλον δεν αφορά μόνο τη δομή αλλά και τη λειτουργικότητα του σπιτιού, το οποίο τα διαθέτει όλα: από ηλεκτρική ενέργεια την οποία παρέχουν ηλιακοί συλλέκτες μέχρι το υδρικό σύστημα που ανακυκλώνει το νερό.

Τα υλικά με τα οποία θα κατασκευαστεί το Fab Tree Hab θα είναι πρωτόγονα: 1. Οι εσωτερικοί τοίχοι θα χτιστούν με πηλό και άχυρο και θα επενδυθούν με ένα επίχρισμα που θα εμποδίζει την διείσδυση ξένων στοιχείων. 2. Τα παράθυρα θα κατασκευαστούν από πλαστικό σόγιας, ένα εύκαμπτο υλικό, που επιτρέπει την καλύτερη προσαρμογή και την ανάπτυξη της κατοικίας.

Ο προβλεπόμενος χρόνος για την ανάπτυξη της εξωτερικής δομής είναι 5 χρόνια και ποικίλλει ανάλογα με τον τόπο και το κλίμα. Το πρωτότυπο του άκρως οικολογικού σπιτιού θα είναι έτοιμο γύρω στο 2011.

Πλεγμένοι Τοίχοι Κάποιοι θάμνοι θα σχηματίσουν το σκελετό των τοίχων, οι οποίοι θα γεμίσουν στη συνέχεια με πυλό, άχυρο και κονίαμα. Εγκατάσταση για την ανακύκλωση του νερού. Πλαστικό, αλλά από σόγια Τα παράθυρα θα είναι φτιαγμένα από πλαστικό σόγιας, ένα υλικό που επεκτείνεται σταδιακά καθώς μεγαλώνει το σπίτι. Ηλιακή Ενέργεια Φωτοβολταϊκοί ηλιακοί συλλέκτες παρέχουν το απαραίτητο ηλεκτρικό ρεύμα. Μετεω-υδραυλικές εγκαταστάσεις Η συλλογή του νερού της βροχής σε μια δεξαμενή στη στέγη θα μπορούσε να προσφέρει, χάρη στην ανακύκλωση του νερού, υδρική αυτονομία. Σπαρμένο μπετόν Οι κορμοί (βελανιδιάς ή οξιάς) θα αναπτύσσονται με ελεγχόμενο τρόπο μέχρι να σχηματίσουν το «μπετόν αρμέ» της δομής.

Πρόκειται για απλές συμβουλές που μπορεί να εφαρμοστούν με ελάχιστο ή και μηδενικό κόστος από τον καθένα: Περιορίστε το φυσικό αερισμό όταν η εξωτερική θερμοκρασία είναι υψηλή. Κρατήστε τα παράθυρα κλειστά και σκιασμένα. Αερίστε τα δωμάτια τη νύχτα. Ο διαμπερής νυχτερινός αερισμός βελτιώνει την ατμόσφαιρα έως και 80%. Φυτέψτε φυλλοβόλα δένδρα σε βεράντες, κήπους, πεζοδρόμια για να προστατέψετε πλευρές του σπιτιού σας που είναι εκτεθειμένες στην ηλιακή ακτινοβολία. Με τον τρόπο αυτό μειώνεται η εσωτερική θερμοκρασία από 15 έως και 50%. Προτιμήστε τους ανεμιστήρες οροφής από τα κλιματιστικά, που είναι ενεργοβόρα και επιπλέον επιβαρύνουν την ποιότητα του αέρα. Ενας ανεμιστήρας κοστίζει από ευρώ και καταναλώνει ενέργεια όπως ένας κοινός λαμπτήρας! Το κλιματιστικό ανεβάζει το λογαριασμό σας έως και 50%. Επιλέξτε, αν δεν μπορείτε να κάνετε χωρίς αυτά, κλιματιστικά νεότερης γενιάς που έχουν μειωμένη κατανάλωση ρεύματος και συστήματα που επιβαρύνουν λιγότερο την ποιότητα του αέρα μέσα στο σπίτι. Σε κάθε περίπτωση ρυθμίστε τη θερμοκρασία σε λογική θερμοκρασία, π.χ. στους 28 ο C και όχι τους 18 o C, ώστε να εξοικονομήσετε ενέργεια. Ο σωστός βιοκλιματικός σχεδιασμός ενός κτιρίου μπορεί να καλύψει μέχρι 60-70% των αναγκών για θέρμανση και δροσισμό, χωρίς αύξηση του κόστους κατασκευής...

Όμως ακόμα και στα πιο εξελιγμένα κτίρια, ο ανθρώπινος παράγοντας είναι το καθοριστικό στοιχείο για την ενεργειακή απόδοση. Από το στάδιο του σχεδιασμού ως την καθημερινή ρύθμιση της θερμοκρασίας, χρειάζονται άνθρωποι με γνώση και συνείδηση, ώστε να μπορέσουν τα πάντα να λειτουργήσουν σωστά. Η «έξυπνη ενέργεια» απαιτεί με άλλα λόγια ενεργούς πολίτες. Διαφορετικά, η βιωσιμότητα του μέλλοντος και η διασφάλιση ενός ενεργειακού μοντέλου φιλικού προς το περιβάλλον τίθεται εν αμφιβόλω.

Το Ενεργειακό Ζήτημα, εκδόσεις ΕΛΛΗΝΙΚΑ ΓΡΑΜΜΑΤΑ DESIGN WITH CLIMATE Bioclimatic Approach To Architectural Regionalism, by Victor Olguay Περιοδικό FOCUS, Ν ο 93 - Νοέμβριος 2007 Οδηγός Θερμομόνωσης Κτιρίων, Υπηρεσία Ενέργειας Υπουργείο Εμπορίου, Βιομηχανίας και Τουρισμού Δαπεδοθέρμανση (PPT) – Παναγιώτης Φανταράκης Βιβλιογραφία