1

[Έτος]

ΒΑΡΘΟΛΟΜΑΙΟΥ ΣΟΦΙΑ, ΒΑΣΙΛΑΝΤΩΝΑΚΗ

ΑΝΘΗ, ΓΚΙΚΑ ΣΑΝΔΡΑ, ΔΟΥΒΑΡΑΣ ΝΙΚΟΣ,

ΕΦΡΑΙΜΙΔΗ ΜΑΡΙΝΑ, ΖΑΦΕΙΡΙΟΥ ΦΩΤΕΙΝΗ,

ΚΑΡΒΕΛΗ ΑΝΔΡΙΑΝΑ, ΚΟΥΤΣΙΟΥΜΠΕΛΗ

ΑΜΑΡΙΛΙΑ, ΜΑΥΡΟΠΟΥΛΟΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ,

ΜΗΤΡΟΠΟΥΛΟΣ ΧΡΗΣΤΟΣ, ΜΠΟΥΣΜΠΟΥΡΕΛΗ

ΑΡΤΕΜΙΣ, ΝΙΚΑΣ ΒΛΑΧΟΣ ΑΛΚΗΣ, ΞΑΝΘΑΚΗ

ΘΕΟΔΩΡΑ, ΠΑΠΠΑΔΙΑ ΔΗΜΗΤΡΑ, ΠΑΤΕΡΑΚΗ

ΜΑΡΙΑ ΙΦΙΓΕΝΕΙΑ, ΤΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΟΠΟΥΛΟΣ

ΑΝΤΩΝΗΣ, ΦΙΦΟ ΤΖΕΣΗ.

ΥΠΕΥΘΥΝΟΙ ΚΑΘΗΓΗΤΕΣ

ΦΟΥΝΤΟΥΛΑΚΗ ΕΛΕΝΗ,

ΑΡΜΑΓΟΣ ΙΩΑΝΝΗΣ

[4ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΒΥΡΩΝΑ

2011-2012

ΤΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΗΣ

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ

2

ΣΤΗΝ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΥΤΗ ΣΥΜΜΕΤΕΙΧΑΝ ΟΙ ΜΑΘΗΤΕΣ:

ΒΑΡΘΟΛΟΜΑΙΟΥ ΣΟΦΙΑ ΒΑΣΙΛΑΝΤΩΝΑΚΗ ΑΝΘΗ ΓΚΙΚΑ ΣΑΝΔΡΑ ΔΟΥΒΑΡΑΣ ΝΙΚΟΣ ΕΦΡΑΙΜΙΔΗ ΜΑΡΙΝΑ ΖΑΦΕΙΡΙΟΥ ΦΩΤΕΙΝΗ ΚΑΡΒΕΛΗ ΑΝΔΡΙΑΝΑ ΚΟΥΤΣΙΟΥΜΠΕΛΗ ΑΜΑΡΙΛΙΑ

ΜΑΥΡΟΠΟΥΛΟΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ

ΜΗΤΡΟΠΟΥΛΟΣ ΧΡΗΣΤΟΣ ΜΠΟΥΣΜΠΟΥΡΕΛΗ ΑΡΤΕΜΙΣ

ΝΙΚΑΣ ΒΛΑΧΟΣ ΑΛΚΗΣ

ΞΑΝΘΑΚΗ ΘΕΟΔΩΡΑ

ΠΑΠΠΑΔΙΑ ΔΗΜΗΤΡΑ

ΠΑΤΕΡΑΚΗ ΜΑΡΙΑ ΙΦΙΓΕΝΕΙΑ

ΤΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΟΠΟΥΛΟΣ ΑΝΤΩΝΗΣ

ΦΙΦΟ ΤΖΕΣΗ

ΥΠΕΥΘΥΝΟΙ ΚΑΘΗΓΗΤΕΣ ΦΟΥΝΤΟΥΛΑΚΗ ΕΛΕΝΗ ΑΡΜΑΓΟΣ ΙΩΑΝΝΗΣ

3

ΠΡΟΛΟΓΟΣ

Σκοπός αυτής της ερευνητικής εργασίας είναι η συνειδητοποίηση της αναγκαιότητας για εξοικονόμηση ενέργειας και για στροφή στις ανανεώσιμες πήγες ενεργείας. Τα ερευνητικά ερωτήματα είναι: Είναι σήμερα τα κτίρια ενεργοβόρα; Πώς μπορεί να γίνει εξοικονόμηση ενέργειας; Τι είναι και ποιες είναι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας; Πώς πρέπει να γίνεται ο βιοκλιματικός σχεδιασμός των κτιρίων; Τι είναι τα παθητικά συστήματα θέρμανσης και φυσικού δροσισμού; Ποια είναι τα ενεργητικά συστήματα θέρμανσης και ψύξης; Πώς πρέπει να γίνεται η επιλογή των δομικών υλικών με βάση τις θερμικές , οπτικές ιδιότητες και την τοξικολογική τους δράση; Με την αυτή την ερευνητική εργασία θέλουμε να δείξουμε ότι κάθε είδους δράση στα κτίρια στις αναπτυγμένες κοινωνίες προϋποθέτει την κατανάλωση ενεργείας. Να αντιληφτούμε τις βασικές αρχές που διέπουν τις μετατροπές ενεργείας. Να κατανοήσουμε ότι η αλόγιστη χρήση μη ανανεώσιμων πηγών ενεργείας (Α.Π.Ε.) οδήγησε σε ενεργειακή κρίση και ρύπανση του περιβάλλοντος η όποια επιδρά στην ανθρώπινη υγεία. Να γνωρίσουμε τα πλεονεκτήματα, τα μειονεκτήματα και τις εφαρμογές των Α.Π.Ε. Να κατανοήσουμε ότι το πρώτο βήμα στη λύση του ενεργειακού προβλήματος είναι η εξοικονόμηση ενεργείας και το δεύτερο είναι η χρήση των Α.Π.Ε. Να κατανοήσουμε ότι οι άνθρωποι από την αρχαιότητα αξιοποιούσαν τις αρχές της βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής και έκτιζαν τα σπίτια τους με σκοπό την εξασφάλιση οπτικής και θερμικής άνεσης αξιοποιώντας φυσικές πηγές ενεργείας όπως ο ήλιος και αλλά φυσικά φαινόμενα. Να κατανοήσουμε ότι το δομημένο περιβάλλον δημιουργεί προβλήματα όπως αύξηση θερμοκρασίας, συγκέντρωση αερίων ρύπων, δυσκολία στην κυκλοφορία του αέρα. Να γνωρίσουμε πως πρέπει να γίνεται ο βιοκλιματικός σχεδιασμός των κτιρίων και πως πρέπει να γίνεται η επιλογή των δομικών υλικών, λαμβάνοντας υπόψη τόσο τις θερμικές, οπτικές τους ιδιότητες όσο και την τοξικολογική τους δράση. Να γνωρίζουμε τι είναι τα παθητικά συστήματα θέρμανσης, τα παθητικά συστήματα φυσικού δροσισμού και συστήματα φυσικού φωτισμού. Να γνωρίζουμε πως μπορούν να χρησιμοποιηθούν ενεργητικά συστήματα θέρμανσης και ψύξης αξιοποιώντας Α.Π.Ε.(φωτοβολταικα στοιχεία). Να αποκτήσουμε θετική στάση απέναντι στη χρήση Α.Π.Ε. Να αποδεχτούμε ως υπέρτατες αξίες την προστασία της οικολογικής ισορροπίας την ποιότητα ζωής και την αειφορία. Να ευαισθητοποιηθούμε σε θέματα προστασίας περιβάλλοντος. Να είμαστε πρόθυμοι για συμμέτοχη, ανάληψη πρωτοβουλίας, και δράση με στόχο την εξοικονόμηση ενεργείας.

4

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ταυτόχρονα με την εμφάνιση του ανθρώπου στη γη, δημιουργήθηκε η ανάγκη για ενέργεια. Από την πρώτη φωτιά των πρωτόγονων ανθρώπων, μέχρι τα σύγχρονα πυρηνικά εργοστάσια, συναντάται η ενέργεια σε κάθε της μορφή. Οι πρόγονοί μας στα πρώτα χρόνια της ζωής τους πάνω στη γη, δε γνώριζαν πολλά πράγματα για τη χρήση της ενέργειας. Χρησιμοποιούσαν μόνο τη μυϊκή τους δύναμη και αργότερα τη μυϊκή δύναμη των ζώων για τις μεταφορές τους και την καλλιέργεια της γης. Αργότερα διαπίστωσαν ότι ο άνεμος, η φωτιά και το νερό είχαν ενέργεια που μπορούσαν να την εκμεταλλευτούν. Αυτή η διαπίστωση οδήγησε τους ανθρώπους στο σχεδιασμό και την δημιουργία εργαλείων και μηχανών με τα οποία μείωσαν τον προσωπικό τους μόχθο (ανεμόμυλοι, υδραυλικοί τροχοί κ.ά). Αρκετά αργότερα εμφανίστηκαν οι θερμικές μηχανές και μετά η ατμομηχανή. Από κει και πέρα η τεχνολογική εξέλιξη ήταν ραγδαία. Στα νεότερα χρόνια, το μεγαλύτερο ποσοστό της ενέργειας προέρχεται από τη χρήση καυσίμων υλών, που προέρχονται από μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Ιδιαίτερα το αργό πετρέλαιο και τα προϊόντα του αποτελούν μία από τις βασικότερες ύλες, που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή αγαθών σε όλο τον κόσμο. Η αλόγιστη χρήση όμως τέτοιων πηγών ενέργειας έχει αποφέρει αρνητικά αποτελέσματα στην ατμόσφαιρα και γενικότερα στο περιβάλλον. Η κλιματική αλλαγή συνιστά καίρια απειλή για το φυσικό περιβάλλον με πολλαπλές επιπτώσεις, όπως η άνοδος της στάθμης της θάλασσας, οι υψηλότερες ακραίες θερμοκρασίες, οι ξηρασίες και οι πιο ραγδαίες και συχνές καταιγίδες. Η αλλαγή του κλίματος ενδέχεται επίσης να οδηγήσει στην εξαφάνιση του 15-37% των ειδών που ζουν πάνω στον πλανήτη μέχρι το 2050. Η αλόγιστη χρήση όμως μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας αναγνωρίζεται ως ο κυριότερος παράγοντας δημιουργίας σωρείας προβλημάτων, που οδήγησαν σε οικολογική κρίση τον πλανήτη. Η αλλαγή στάσεων και συμπεριφορών σε σχέση με την αειφορική χρήση ενέργειας, καθώς και η αναγνώριση της χρήσης εναλλακτικών πηγών ενέργειας ως ζητούμενη λύση στο ενεργειακό και οικολογικό πρόβλημα, πρέπει να απασχολήσει τον άνθρωπο. Κατά προσέγγιση, το 88% της παγκόσμιας ζήτησης σε ενέργεια καλύπτεται με τη χρήση ορυκτών καυσίμων (πετρέλαιο: 44%, γαιάνθρακες: 24%, φυσικό αέριο: 23%). Ως ανανεώσιμες πηγές θεωρούνται γενικά οι εναλλακτικές των παραδοσιακών πηγών ενέργειας (π.χ. του πετρελαίου ή του άνθρακα) που από τη φύση τους ανανεώνονται και είναι διαρκώς διαθέσιμες. Ο χαρακτηρισμός «ανανεώσιμες»

5

είναι κάπως καταχρηστικός, μια και ορισμένες από αυτές τις πηγές, όπως η γεωθερμική ενέργεια δεν ανανεώνονται σε κλίμακα χιλιετιών. Οι ανανεώσιμες ή ήπιες μορφές ενέργειας (ΑΠΕ) είναι μορφές εκμεταλλεύσιμης ενέργειας που προέρχεται από διάφορες φυσικές διαδικασίες, όπως ο άνεμος, η γεωθερμία, η κυκλοφορία του νερού και άλλες. Ο όρος "ήπιες" αναφέρεται σε δυο βασικά χαρακτηριστικά τους. Κατ’ αρχήν, για την εκμετάλλευσή τους δεν απαιτείται κάποια ενεργητική παρέμβαση, όπως εξόρυξη, άντληση, καύση, όπως με τις μέχρι τώρα χρησιμοποιούμενες πηγές ενέργειας αλλά απλώς η εκμετάλλευση της ήδη υπάρχουσας ροής ενέργειας στη φύση. Δεύτερο, πρόκειται για "καθαρές" μορφές ενέργειας, πολύ φιλικές στο περιβάλλον, που δεν αποδεσμεύουν υδρογονάνθρακες, διοξείδιο του άνθρακα ή τοξικά και ραδιενεργά απόβλητα όπως οι υπόλοιπες πηγές που χρησιμοποιούνται σε μεγάλη κλίμακα.

Η εκμετάλλευση άλλωστε των ανανεώσιμων πηγών για ενέργεια δεν είναι κάτι νέο. Ο παλιός ανεμόμυλος, ο νερόμυλος του χωριού ακόμη και η απλή καύση των ξύλων, συντρόφευαν τους προγόνους μας και υπήρξαν πρόδρομοι της γνώσης που σήμερα εφαρμόζεται τεχνολογικά αναβαθμισμένη και σε μεγαλύτερη κλίμακα. Χρησιμοποιούνται είτε άμεσα (κυρίως για θέρμανση) είτε μετατρεπόμενες σε άλλες μορφές κυρίως ηλεκτρισμό ή μηχανική ενέργεια. Υπολογίζεται ότι το τεχνικά εκμεταλλεύσιμο ενεργειακό δυναμικό απ' τις ήπιες μορφές ενέργειας είναι πολλαπλάσιο της παγκόσμιας συνολικής κατανάλωσης. Η υψηλή όμως μέχρι

πρόσφατα τιμή των νέων ενεργειακών εφαρμογών, τα τεχνικά προβλήματα εφαρμογής καθώς και πολιτικές και οικονομικές σκοπιμότητες που έχουν να κάνουν με τη διατήρηση του παρόντος «στάτους κβο» στον ενεργειακό τομέα εμπόδισαν την εκμετάλλευση έστω και μέρους αυτού του δυναμικού. Ειδικά στην Ελλάδα, που έχει μορφολογία και κλίμα κατάλληλο για νέες ενεργειακές εφαρμογές, η εκμετάλλευση αυτού του ενεργειακού δυναμικού θα βοηθούσε σημαντικά στην ενεργειακή αυτονομία της χώρας. Ο τομέας των κτιριακών κατασκευών απ’ την άλλη, όπως έχει υπολογισθεί, καταναλώνει το 45% της παραγόμενης ενέργειας παγκοσμίως, τόσο για την κατασκευή των κτιρίων, όσο και για την άνετη λειτουργία τους. Προφανώς λοιπόν τα κτίρια και κατ’ επέκταση οι πόλεις είναι οι πρωταγωνιστές στην κατανάλωση ενέργειας και φυσικά στις ρυπογόνες εκπομπές. «Όλοι οι μεγάλοι πολιτισμοί της ανθρωπότητας ξεκινάνε από τις πόλεις» έγραφε κάποτε ο γερμανός φιλόσοφος Όσβαλντ Σπένγκλερ, μια φράση που στις μέρες μας θα μπορούσε να μεταλλαχτεί στο: ≪όλη η μεγάλη ρύπανση ξεκινά από τις πόλεις. Δυστυχώς όμως, όπως οι μεγάλοι πολιτισμοί επηρεάζουν ολόκληρη την ανθρωπότητα, έτσι

6

και η ρύπανση μιας περιοχής έχει αρνητικό αντίκτυπο σε ολόκληρο τον πλανήτη. Ουσιαστικά οι πόλεις των αποκαλούμενων ανεπτυγμένων χωρών είναι αυτές που αποτελούν το εμπόδιο στην ανάπτυξη του πλανήτη, άλλη μια από τις μη ποιητικές αντιθέσεις της εποχής μας, που ίσως να έχει πολύ δυσάρεστα και απρόβλεπτα αποτελέσματα για τις επόμενες γενιές. Αυτή η διαπίστωση οδήγησε, μόλις τις τελευταίες δεκαετίες, στη συντονισμένη προσπάθεια εισόδου των Α.Π.Ε. στις κατασκευές κτιρίων και έτσι κάνουν πλέον την εμφάνιση τους οι έννοιες της Βιοκλιματικής Δόμησης κτιρίων και πόλεων, αλλά και της Βιώσιμης Ανάπτυξης. Μπορεί για κάποιους να θεωρείται μια παροδική μόδα της εποχής. Για την πλειοψηφία όμως - ελπιδοφόρα -των νεώτερων γενιών, η Βιοκλιματική Δόμηση αποτελεί έναν από τους τρόπους διαφύλαξης του περιβάλλοντος στην τωρινή του κατάσταση και ίσως μακροπρόθεσμα της βελτίωσής του, αφού είναι αναμενόμενο τα μεγαλύτερα περιθώρια για εξοικονόμηση ενέργειας να βρίσκονται στο τμήμα της μεγαλύτερης κατανάλωσής της. Βιοκλιματική Δόμηση και στέγαση, μια από τις πιο βασικές και ενεργοβόρες πανανθρώπινες ανάγκες, που ποτέ δεν εκλείπει από τα ζητούμενα της ανθρωπότητας, η κάλυψη της οποίας όμως πλέον γίνεται με τη χρήση Α.Π.Ε., στο μέγιστο δυνατό βαθμό. Βιώσιμη Ανάπτυξη, η ανάπτυξη η οποία καλύπτει τις ανάγκες της παρούσας γενιάς, χωρίς να εμποδίζει τις μέλλουσες γενιές να καλύπτουν και τις δικές τους ανάγκες. Μια φράση που μπορεί να αποτελέσει οδηγό για τον τρόπο ζωής που οφείλει ο συνειδητοποιημένος πολίτης της γης να ακολουθήσει. Γιατί όλοι είμαστε πολίτες της γης, πέρα από κάθε χώρα και έθνος, ακόμα κι αν δεν μας αφήνει η καθημερινότητα του μικρόκοσμού μας, να το θυμόμαστε συχνά. Αλλά ακόμα κι αν αυτή η οπτική είναι ακατανόητη από κάποιους, ο ορισμός της βιώσιμης ανάπτυξης ας θεωρηθεί απλά ένας δίκαιος τρόπος ζωής. Δίκαιος υπό την έννοια της φράσης: «τη γη δεν την κληρονομούμε από τους προγόνους μας, αλλά την δανειζόμαστε από τα παιδιά μας». Ακόμα λοιπόν κι αν κάποιος σκέφτεται λιγότερο παγκόσμια και περισσότερο ανθρωποκεντρικά, αποκλείεται να δέχεται πως ο απόγονός του θα ζήσει φτωχότερα ποιοτικά από τον ίδιο, εφόσον κάθε γονιός, σε όλο το ζωικό βασίλειο και άρα και ο άνθρωπος, προσπαθεί σε όλη του τη ζωή να δημιουργήσει τις συνθήκες που θα διευκολύνουν και θα εξασφαλίσουν την καλύτερη δυνατή επιβίωση στους απόγόνους του και ουσιαστικά μέσα από αυτούς, στον ίδιο του τον εαυτό ανά τους αιώνες. Παρόλα αυτά, ζούμε χωρίς σεβασμό στο περί - βάλλον και άρα στα πλάσματα που μας περί - βάλλουν. Κατά μια έννοια ο άνθρωπος νοιώθει πιο εξελιγμένο είδος, ανώτερο από τα υπόλοιπα είδη και θεωρεί πως έχει το δικαίωμα να εξουσιάζει και να αποφασίζει με τις πράξεις του το μέλλον όλου του πλανήτη. Αν συνειδητοποιήσει πόσο όμοιος είναι με τα πάντα γύρω του, αν ψάξει βαθιά στα γονίδια του και θυμηθεί την εποχή που συνεργαζόταν με τη γη και δεν την εξουσίαζε, που ζούσε μαζί με όλα αρμονικά και όχι απαιτητικά, αν καταλάβει πως η γη είναι το μεγάλο του σπίτι - και όχι αυτό που αγοράζει με δάνειο - και αν σκεφτεί πως όπως αγαπά και προσέχει το σπίτι που αγόρασε με μόχθους ζωής,

7

θα έπρεπε να φροντίζει και το μεγάλο του σπίτι, τη γη, τότε ίσως μια μέρα να ξαναδεί τη γη όπως πρώτα. Πέρα λοιπόν από τις όποιες ανθρωπολογικές, ψυχολογικές ή κοινωνικές προεκτάσεις της Βιώσιμης Ανάπτυξης είναι μια έννοια πολύ σημαντική για την εποχή μας, αλλά θα μπορούσε και για κάθε εποχή. Είναι μια έννοια που αν ακολουθούνταν από την αρχή, ίσως να είχαμε αποφύγει τα σημερινά πεσιμιστικά δεδομένα. Η Βιώσιμη Ανάπτυξη λοιπόν μέσα από την νέα σχετικά έννοια της Βιοκλιματικής Δόμησης, κυρίως για τις ελληνικές πόλεις και όχι μόνο, αποτελεί το αντικείμενο της παρούσας εργασίας.

8

ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ Η συνεχής αύξηση των καταναλωτικών αγαθών, η υπερβολική αύξηση του πληθυσμού και η βελτίωση του βιοτικού επιπέδου, οδήγησε στην ταχεία αύξηση της ενεργειακής κατανάλωσης τα τελευταία είκοσι χρόνια. Η παραγωγή πετρελαίου έχει εξαπλασιαστεί την τελευταία δεκαετία, ενώ η ζήτηση σε ηλεκτρική ενέργεια δεκαπλασιάζεται ανά δέκα χρόνια. Η ελάχιστη χρήση μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, έχει συμβάλλει στην αύξηση των εκπεμπόμενων ρύπων, οι οποίοι καταστρέφουν τη στοιβάδα του όζοντος και έχουν υποβαθμίσει το περιβάλλον ραγδαία, σε σχέση με τις προηγούμενες δεκαετίες, σε μεγάλο βαθμό καταστρέφοντας σταδιακά τα οικοσυστήματα. Κύριοι υπαίτιοι αυτής της καταστροφής είναι οι βιομηχανίες, οι μεταφορές, τα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής, αλλά και το δομημένο περιβάλλον. Σ’ αυτό το σημείο αξίζει να αναφερθούν κάποια ποσοστά για τις κτιριακές κατασκευές, απλά και μόνο για να γίνουν πιο απτά τα σημερινά δεδομένα. Παγκοσμίως αλλά και στην Ευρώπη, το 45% της παραγόμενης ενέργειας αναλίσκεται στον κτιριακό τομέα, με τα 2/3 αυτού του ποσοστού να ανήκει στα ιδιωτικά σπίτια. Παρ’ όλο που τα ποσοστά αυτά ευθύνονται για το 50% των εκπομπών CO2, μόλις το 15% των αναγκών καλύπτεται από Α.Π.Ε., με πρωταγωνιστή την ηλιακή.

Παγκοσμίως η συνεισφορά του κλάδου των κτιριακών κατασκευών στις εκπομπές ενώσεων του άνθρακα C, αγγίζει τους 6 δις τόνους, με 4,5 δις τόνους από αυτούς να ανήκουν στις εκβιομηχανοποιημένες χώρες και πιο συγκεκριμένα 2,25 δις τόνους από τους 4,5, να οφείλονται άμεσα ή έμμεσα στις κτιριακές κατασκευές. Για τα ελληνικά δεδομένα, στον κτιριακό τομέα καταναλώνεται το 30% της παραγόμενης ενέργειας, με 40% συνεισφορά στο CO2. Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας καταναλώνεται για ψύξη και θέρμανση, εφόσον οι θερμικές απώλειες στα ελληνικά κτίρια είναι τεράστιες, μιας και μόνο το 6% των κτιρίων

9

των πόλεων έχει κατασκευαστεί μετά το 1981, έτος που έγινε υποχρεωτική η θερμομόνωση. Η χρήση τεχνικών μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας είναι υποχρεωτική για όλες τις κτιριακές κατασκευές μόλις από το 2007. Με τον όρο δομημένο περιβάλλον, αναφερόμαστε στο συνολικό χώρο που έχει αναπτυχθεί από τις ανθρώπινες κατασκευές, συμπεριλαμβανομένων όλων των κτιρίων που καλύπτουν τις ανάγκες στέγασης, απασχόλησης και αναψυχής. Η πρώτη πετρελαϊκή κρίση το 1973, ανησύχησε τους επιστήμονες που ασχολούνταν με τον σχεδιασμό και την κατασκευή κτιρίων και τους οδήγησε στη

μελέτη και στην έρευνα νέων μορφών ενέργειας, όπως η δημιουργία ενός οικονομικότερου, πρακτικότερου και πιο οικολογικού κτιρίου. Μια νέα ανάγκη γεννήθηκε για δυναμική προσέγγιση, όπου το κτίριο αντιμετωπιζόταν ως ένας ζωντανός οργανισμός κι όχι ως αντικείμενο κατανάλωσης και ματαιοδοξίας. Προς αυτή την κατεύθυνση, πλέον ο παράγοντας οικολογικής ισορροπίας σε ένα

κτίριο αποτελεί την πρώτη προτεραιότητα σε κάθε σχέδιο, οδηγώντας τους μελετητές στη λύση της άμεσης εφαρμογής των αρχών της βιοκλιματικής δόμησης και της οικολογικής κατασκευής. Στη βιοκλιματική δόμηση επιχειρείται ο σχεδιασμός, η κατασκευή και η λειτουργία ενός κτιρίου, ή σε μεγαλύτερη κλίμακα ενός οικιστικού συνόλου, σε αρμονία και συνεργασία με τις τοπικές κλιματικές συνθήκες και με τη χρήση Α.Π.Ε., στο βαθμό που αυτό είναι δυνατό, έτσι ώστε να καλύπτονται οι εκάστοτε προδιαγραφές του κτιρίου, αλλά χωρίς να επιβαρύνεται ιδιαίτερα το περιβάλλον του και προσπαθώντας να διατηρείται η ενεργειακή του ταυτότητα όσο πιο οικολογική γίνεται. Η κατασκευή πιο ενεργειακά αποδοτικών σπιτιών μπορεί να μειώσει τις εκπομπές άνθρακα κατά 60%, κάτι που ισοδυναμεί με 1.35 δις τόνους. Επίσης, επιτυγχάνεται εξοικονόμηση των συμβατικών ενεργειακών πόρων, που οδηγεί μακροπρόθεσμα στη μείωση της εξάρτησης από εισαγόμενο πετρέλαιο. Ακόμα η χρήση τοπικών υλικών κατασκευής, όσο αυτό είναι επιτρεπτό, μπορεί να βοηθήσει σημαντικά στη μείωση του κόστους κατασκευής, αφού μειώνονται τα έξοδα μεταφοράς. Όπως είναι φανερό, τα κτίρια επηρεάζουν το περιβάλλον με πολλούς τρόπους κατά τη διάρκεια της κατασκευής, λειτουργίας και κατεδάφισής τους. Όμως και το περιβάλλον έχει μεγάλη επίδραση στα κτίρια. Για να μπορεί να γίνει σωστά ο σχεδιασμός των κτιρίων θα πρέπει να υπάρχει πλήρης γνώση της αλληλεπίδρασης αυτής. Τα κτίρια των μεγάλων αστικών κέντρων δυστυχώς προκαλούν αρκετά προβλήματα στο περιβάλλον, όπως η μεταβολή στην ισορροπία των κύριων συστατικών της ατμόσφαιρας, στο νερό του εδάφους και του υπεδάφους, λόγω κυρίως των χημικών εκπομπών που προέρχονται από τα

10

αστικά λήμματα και τα σκουπίδια. Αυτό το φαινόμενο είναι ιδιαίτερα έντονο και στις περισσότερες ελληνικές πόλεις. Επίσης η εξάντληση των φυσικών πόρων προκύπτει από την εντατικότητα στην χρήση ενέργειας για τη δόμηση. Η μειονεκτική χρήση των μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας έχει οδηγήσει στη βαθμιαία αύξηση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και του φαινομένου του θερμοκηπίου. Επιπλέον η διατάραξη στους γεωβιολογικούς κύκλους του νερού, του οξυγόνου και του διοξειδίου του άνθρακα έχει ως αποτέλεσμα τις ασταθείς κλιματικές αλλαγές σε ολόκληρη τη γη. Ένα ακόμα πρόβλημα είναι η άναρχη οικοδόμηση, η οποία έχει υποβαθμίσει τόσο το αστικό όσο και το αγροτικό περιβάλλον, προκαλώντας εξαφάνιση της τοπικής χλωρίδας και πανίδας. Τέλος, η χρήση ραδιενεργών και μη οικολογικών δομικών υλικών έχει ως άμεσο αποτέλεσμα την πρόκληση προβλημάτων στην υγεία των ενοίκων και υποβάθμιση της ποιότητας ζωής, της δικής τους αλλά και του περιβάλλοντος τους. Όλα αυτά προβλημάτισαν τους επιστήμονες στην εύρεση ενός νέου τρόπου οικοδόμησης των κατοικιών, περισσότερο υγιή και φιλικό προς το περιβάλλον. Το αποτέλεσμα ήταν η στροφή προς τη Βιοκλιματική Δόμηση με τη χρήση Α.Π.Ε. και άλλων μεθόδων εξοικονόμησης ενέργειας. Ο σωστός προγραμματισμός μπορεί να οδηγήσει στη σταδιακή μείωση της περιβαλλοντικής κρίσης και στην αναβάθμιση του αστικού και κατ’ επέκταση του γήινου περιβάλλοντος. Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός αναπτύχθηκε τη δεκαετία του 1980 ως νέα τάση του αστικού σχεδιασμού με αναφορές στο τοπικό μικροκλίμα. Με τον όρο βιοκλιματικός σχεδιασμός, αναφερόμαστε στον αρχιτεκτονικό και πολεοδομικό σχεδιασμό κτιρίων και οικισμών που στοχεύουν στην προσαρμογή τους στο τοπικό κλίμα και στο φυσικό περιβάλλον, προστατεύοντας ταυτόχρονα ευαίσθητες περιοχές με σπάνια οικοσυστήματα. Το μικροκλίμα, το μεσόκλιμα και το μακροκλίμα, καθορίζει το φωτισμό, τον αερισμό, το σχεδιασμό και την ενεργειακή συμπεριφορά των κτιρίων.

Συγκεκριμένα, το μακροκλίμα είναι μορφοποιημένο από τις μέσες καιρικές συνθήκες που επικρατούν καθ’ όλη τη διάρκεια του χρόνου, το μεσόκλιμα χαρακτηρίζεται από την επίδραση της τοπογραφίας, της βλάστησης και της φύσης της περιοχής και τέλος, το μικροκλίμα είναι δημιούργημα της ανθρώπινης επέμβασης, η οποία αλλάζει άμεσα το δομημένο περιβάλλον.

11

Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός, στοχεύει στην εκμετάλλευση των θετικών περιβαλλοντικών παραμέτρων, ώστε να μειωθούν οι ενεργειακές ανάγκες του κτιρίου καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους και να εξοικονομήσει τη συμβατική ενέργεια. Η εφαρμογή της Βιοκλιματικής Δόμησης μπορεί να οδηγήσει σε ενεργειακή ανεξαρτησία των μη Α.Π.Ε. έως 60%. Παράλληλα συμβάλλει στην αυξανόμενη μείωση των εκπομπών CO2 καθώς και άλλων αερίων, των οποίων η ύπαρξη επιδεινώνει την ορθολογική χρήση των υδάτων, όπως και στην ευρεία χρήση των τοπικών υλικών υποδομής, τα οποία είναι φιλικά προς το περιβάλλον. Έχει παρατηρηθεί ότι τα παραδοσιακά οικολογικά υλικά της προβιομηχανικής περιόδου είναι αξιόπιστα, έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής, δεν είναι επιβλαβή για την υγεία του ανθρώπου και το περιβάλλον και ακόμα επιτρέπουν την εξοικονόμηση των Α.Π.Ε.. Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός, ενσωματώνει στοιχεία που συνδέονται με τη φυσιογνωμία της κάθε περιοχής, την τοπική κουλτούρα και με κυρίαρχες τις παραδοσιακές και άρα αποδεδειγμένα εμπειρικά ευνοϊκότερες τεχνικές δόμησης της εκάστοτε περιοχής. Η Βιοκλιματική Δόμηση, πέραν των τοπικών παραδοσιακών κτιριακών τεχνικών, είναι αποτέλεσμα κυρίως μιας ολοκληρωμένης και περίπλοκης σύνθεσης, που συνδέεται με ένα ευρύ φάσμα παραμέτρων, όπως ο προσανατολισμός, η κατάλληλη επιλογή των ανοιγμάτων, η μελέτη του κελύφους του κτιρίου, αλλά και η ορθή επιλογή των υλικών. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι η παρέμβαση σε ήδη υπάρχοντα κτίρια είναι περιορισμένη. Με χαμηλό κόστος και με φιλικές προς το χρήστη τεχνολογίες, οι απώλειες στη θέρμανση μπορούν να μειωθούν, τα κτίρια μπορούν να προστατευθούν από την υπερθέρμανση, οι συνθήκες φωτισμού μπορούν να βελτιωθούν και να μειωθεί ο θόρυβος. Όλα τα παραπάνω συνδέονται με το βιοκλιματικό σχεδιασμό και συμβάλλουν στην δημιουργία κατασκευών που καλύπτουν τις ανάγκες του σύγχρονου τρόπου ζωής, χωρίς να αποτελούν απειλή για τις επόμενες γενιές. Στην παρούσα εργασία λοιπόν διερευνάται η Βιοκλιματική Δόμηση και αναλύονται θέματα άμεσα συνυφασμένα με αυτή. Συνοπτικά αυτά παρουσιάζονται στις παραγράφους που ακολουθούν. Κατά την κατασκευή μιας παθητικής ηλιακής κατοικίας, όπως αλλιώς ονομάζεται, είναι σημαντικό να προηγηθεί μια μελέτη σχετικά με το κλίμα, τη μορφολογία του

12

εδάφους, τη θέση του ήλιου και την κλίση του οικοπέδου, έτσι ώστε ο μελετητής να συλλέξει τα απαραίτητα στοιχεία και να προχωρήσει στο σχεδιασμό της. Γνωρίζοντας αυτά, θα μπορέσει να χωροθετήσει σωστά την κατοικία στο οικόπεδο και να της δώσει το κατάλληλο σχήμα και προσανατολισμό, λαμβάνοντας υπόψη τις συνθήκες που επικρατούν στην περιοχή και τα στοιχεία του περιβάλλοντος, ώστε να τα εκμεταλλευτεί και να εξασφαλίσει κατά το δυνατό μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας. Ο ιδανικός προσανατολισμός, για τα δεδομένα της Ελλάδας θεωρείται ο νότιος. Στις περιπτώσεις όμως που υπάρχει κόλλημα ή κάποιο άλλο προς ικανοποίηση αίτημα (όπως για παράδειγμα θέα στην ανατολή), θα πρέπει ο μελετητής να προσανατολίσει την κατοικία κατά τέτοιο τρόπο που να την προστατεύει από τους δυνατούς ανέμους, να μπορεί να εκμεταλλεύεται την ηλιακή ενέργεια, να ελέγχει τα ποσά ηλιακής ακτινοβολίας που προσπίπτουν στο κτίριο, αλλά και να καλύπτει το εκάστοτε αίτημα. Επίσης πρέπει να τοποθετήσει τα κατάλληλα ανοίγματα στις κατάλληλες θέσεις των δωματίων, ώστε οι χώροι που χρησιμοποιούνται συχνότερα και έχουν μεγαλύτερες ανάγκες σε θέρμανση και φως να τοποθετούνται στο νότο και στο βορρά να τοποθετούνται κυρίως οι αποθηκευτικοί χώροι και γενικότερα χώροι με περιορισμένες ανάγκες σε θέρμανση. Γενικά στόχος των μελετητών είναι η επίτευξη συνθηκών άνεσης – θερμικής και οπτικής - στην κατοικία και η ύπαρξη του ιδανικού μικροκλίματος. Γι’ αυτό το λόγο, ο μελετητής κατασκευάζει την κατοικία χρησιμοποιώντας παθητικά ηλιακά συστήματα για την αποδοτικότερη θέρμανση, ψύξη και φωτισμό του κτιρίου, εκμεταλλευόμενος κατά το δυνατό την ηλιακή και αιολική ενέργεια, καθώς επίσης και τις υπόλοιπες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, εφόσον αυτές είναι διαθέσιμες. Ένα άλλο βασικό στοιχείο αφορά στα δομικά υλικά που θα χρησιμοποιηθούν, τα οποία είναι σημαντικό να είναι φιλικά στο περιβάλλον, ανακυκλώσιμα και να μην προκαλούν προβλήματα στην ανθρώπινη υγεία. Ο σκελετός του κτιρίου είναι σημαντικό να είναι γερός, να διαθέτει μεγάλη θερμική μάζα κα καλή θερμομόνωση. Επίσης είναι σημαντικό να χρησιμοποιούνται υλικά υψηλής θερμοχωρητικότητας. Το αποτέλεσμα είναι η διατήρηση της εσωτερικής θερμοκρασίας σταθερής και της εσωτερικής υγρασίας σε αρκετά χαμηλά επίπεδα. Στην παθητική θέρμανση, τα παθητικά ηλιακά συστήματα λειτουργούν αρχικά με τη συλλογή της ηλιακής ενέργειας και στη συνέχεια με τη χρήση των διαφόρων παθητικών συστημάτων, επιτυγχάνοντας έτσι την αποθήκευση της θερμότητας και την παγίδευσή της στην κατοικία. Για να συλλέγει το κτίριο ικανά ποσά ηλιακής ενέργειας είναι απαραίτητη η λειτουργία του ως ηλιακός συλλέκτης, γι’ αυτό ακριβώς και ο σχεδιασμός πρέπει να γίνεται κατά τέτοιο τρόπο, ώστε να εκμεταλλεύεται τα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος και του κτιρίου, που θα συμβάλλουν στην μέγιστη απορρόφηση της ηλιακής ενέργειας. Αυτό επιτυγχάνεται, όπως προαναφέρεται, με την κατάλληλη χωροθέτηση,

13

προσανατολισμό του κτιρίου στο οικόπεδο, με το κατάλληλο μέγεθος και προσανατολισμό των ανοιγμάτων, τη διαρρύθμιση των εσωτερικών χώρων, το βάψιμο των εξωτερικών επιφανειών με τα κατάλληλα χρώματα, αλλά και με την πιθανή γειτνίαση του κτιρίου με άλλα κτίρια. Τα παθητικά ηλιακά συστήματα θέρμανσης χωρίζονται σε άμεσου και σε έμμεσου κέρδους. Τα άμεσου κέρδους, αφορούν στα στοιχεία που αναφέρθηκαν παραπάνω, δηλαδή στην ικανότητα του κτιρίου να λειτουργεί ως ηλιακός συλλέκτης. Αν αυτό δεν είναι εφικτό, επιστρατεύονται στοιχεία έμμεσου κέρδους που περιλαμβάνουν το θερμοκήπιο, τους ηλιακούς τοίχους, τους τοίχους Trombe και τους τοίχους νερού. Συνοπτικά, το θερμοκήπιο είναι ο ηλιακός χώρος ο οποίος είναι προσαρτημένος συνήθως στη νότια πλευρά του κτιρίου και λειτουργεί συλλέγοντας την ηλιακή ακτινοβολία και μετατρέποντας αυτή σε θέρμανση, ο ηλιακός τοίχος είναι από γυαλί, διαθέτει μεγάλη θερμοχωρητικότητα και συνήθως τοποθετείται και πάλι στη νότια όψη του κτιρίου και ο τοίχος Τrombe, διαθέτει μεγάλη θερμοχωρητικότητα, εξωτερικά είναι μαύρος ώστε να απορροφά μεγάλα ποσά θερμότητας και διαθέτει ανοίγματα στο πάνω και στο κάτω μέρος του, για να διευκολύνει την κυκλοφορία του αέρα. Για να διατηρείται η θερμότητα στο εσωτερικό της κατοικίας και να μην υπάρχουν απώλειες, είναι σημαντική η ύπαρξη θερμομόνωσης στους εξωτερικούς τοίχους, στα ανοίγματα του κτιρίου, στο έδαφος και στην οροφή και η ύπαρξη μεγάλης θερμικής μάζας. Τα παθητικά συστήματα φυσικού φωτισμού περιλαμβάνουν τα παράθυρα, τα ανοίγματα οροφής, τους φωταγωγούς και το αίθριο. Οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται περιλαμβάνουν τους υαλοπίνακες, τα πρισματικά

φωτοδιαπερατά στοιχεία, τους ανακλαστήρες, τις ανακλαστικές περσίδες και τα διαφανή μονωτικά υλικά. Όσον αφορά στα συστήματα δροσισμού, είναι σημαντική η χρήση εξωτερικών στοιχείων, όπως η βλάστηση και τα υδάτινα μέρη. Εξίσου σημαντική είναι η ύπαρξη ηλιοπροστασίας με τη χρήση σταθερών και κινητών σκιάστρων, τα οποία μειώνουν τη διείσδυση της ηλιακής θερμότητας στο εσωτερικό του κτιρίου, όπου κρίνεται απαραίτητο. Άλλο παθητικό σύστημα δροσισμού είναι ο

φυσικός εξαερισμός, ο οποίος πραγματοποιείται με το άνοιγμα των κατάλληλων παραθύρων, με σκοπό τη δημιουργία ρευμάτων αέρος, τα οποία θα συμβάλλουν στη μείωση της θερμοκρασίας, την αποφυγή της υπερθέρμανσης, αλλά και στη βελτίωση της ποιότητας του εσωτερικού αέρα. Άλλοι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται είναι η ψύξη με εξάτμιση, η ψύξη μέσω εδάφους και η ψύξη με ακτινοβολία.

14

Εκτός από τα παθητικά ηλιακά συστήματα, χρησιμοποιούνται και τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα, τα οποία περιλαμβάνουν τους ηλιακούς θερμοσίφωνες και τα φωτοβολταϊκά στοιχεία, τα οποία μεταβάλλουν την ηλιακή ενέργεια σε άλλες μορφές ενέργειας. Τα θερμικά ηλιακά συστήματα χωρίζονται σε δύο τύπους, στα συστήματα φυσικής κυκλοφορίας και στα συστήματα εξαναγκασμένης κυκλοφορίας. Τα συστήματα εξαναγκασμένης κυκλοφορίας χωρίζονται στα συστήματα ανοιχτού και κλειστού βρόγχου, ενώ τα συστήματα φυσικής κυκλοφορίας χωρίζονται σε συστήματα θερμοσίφωνα και στους συμπαγείς θερμαντήρες. Τα θερμικά ηλιακά συστήματα χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση και την ψύξη των χώρων, για την παραγωγή θερμού νερού οικιακής χρήσης, καθώς και για άλλες δραστηριότητες. Στο βιοκλιματικό σχεδιασμό χρησιμοποιούνται κυρίως ανανεώσιμες πηγές ενέργειας με τη μορφή ηλιακής, αιολικής, γεωθερμικής και ενέργειας με τη μορφή βιομάζας και βιοαερίου. Τα μέσα που χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό είναι τα φωτοβολταϊκά πάνελ (τα οποία μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική), τα συστήματα τηλεθέρμανσης (τα οποία χρησιμοποιούν τη βιομάζα και παράγουν ζεστό νερό οικιακής χρήσης αλλά και θέρμανσης, το οποίο μεταφέρεται μέσω αγωγών στις κατοικίες), την κομποστοποίηση των στερεών αποβλήτων για την παραγωγή βιοαερίου και τέλος τα γεωθερμικά συστήματα θέρμανσης και ψύξης. Συχνά στο βιοκλιματικό σχεδιασμό υφίσταται η συμπαραγωγή θερμότητας και ηλεκτρισμού από τη χρήση ενός καυσίμου, αν και η εφαρμογή της εφαρμόζεται κυρίως στον βιομηχανικό τομέα. Η βλάστηση αποτελεί σημαντικό χαρακτηριστικό της βιοκλιματικής δόμησης, καθώς συμβάλλει στις κλιματικές συνθήκες που επικρατούν κατά μήκος των ανοιχτών χώρων. Στόχος από τη χρήση της βλάστησης είναι η αποφυγή της υπερθέρμανσης με την εξασφάλιση φυσικής ροής του αέρα, ενώ επιπλέον συμβάλει στη σκίαση και στην ψύξη με εξάτμιση. Η ύπαρξη βλάστησης, εφόσον έχει τοποθετηθεί στα σωστά σημεία, επιτυγχάνει την διακράτηση των αιωρούμενων σωματιδίων, προστατεύοντας από τους επικίνδυνους ρύπους. Επίσης επιτυγχάνεται καλύτερη απορροή και προστασία του εδάφους από τη διάβρωση, λόγω της ικανότητάς των φυτών να κατακρατούν το βρόχινο νερό. Παρόλο που η κύρια συμβολή της βλάστησης είναι η εξατμισό διαπνοή, ταυτόχρονα η βλάστηση συμβάλει στην εξοικονόμηση ενέργειας λόγω της ικανότητας ελέγχου της θερμοκρασίας, παρέχοντας ηλιοπροστασία το καλοκαίρι, ανεμοπροστασία το χειμώνα και ακουστική άνεση λόγω της απορρόφησης των θορύβων. Η βλάστηση συχνά χρησιμοποιείται στην κάλυψη των στεγών και των τοίχων δημιουργώντας χώρους αναψυχής ή μικρούς βιότοπους. Τα οφέλη από την ύπαρξη πράσινης στέγης ή τοίχου είναι η αύξηση της παραγωγής οξυγόνου, η

15

ύπαρξη ευνοϊκού μικροκλίματος, η αισθητική αναβάθμιση των κτιρίων, η μείωση του φαινομένου αστικής νησίδας, η παροχή ηχομόνωσης, θερμομόνωσης και υγρομόνωσης, καθώς και η μείωση των αναγκών σε βοηθητική ψύξη και θέρμανση. Όλα τα παραπάνω αναλύονται στις σελίδες που ακολουθούν. Στη συνέχεια παρουσιάζονται το βιοκλιματικό κτίριο του Λυκείου Καρέα στην περιοχή του Βύρωνα και αναλύονται τα κυριότερα χαρακτηριστικά τους στοιχεία καθώς και η πρόταση για πράσινη διαδρομή του δήμου Βύρωνα. Όσον αφορά στα μειονεκτήματα του βιοκλιματικού σχεδιασμού, αυτά υπάρχουν μόνο στην περίπτωση που δεν έχει πραγματοποιηθεί προσεκτική μελέτη και εφαρμογή των αρχών της βιοκλιματικής δόμησης. Για να επιτευχθεί επιτυχής απόδοση της βιοκλιματικής δόμησης, θα πρέπει να υπάρξει σωστός σχεδιασμός και ορθολογική επιλογή τεχνικών, ορθή υλοποίηση των συστημάτων κατά την κατασκευή, σωστή χρήση και λειτουργία του κτιρίου και των συστημάτων του αλλά και η ύπαρξη επαρκούς συντήρησης της κατοικίας. Τέλος, αναφέρονται τα συμπεράσματα που εξάγονται, καθώς και προτάσεις για την εξοικονόμηση ενέργειας στο σχολείο μας.

16

ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ Οι ενεργειακές θεωρήσεις κατείχαν σημαντική θέση στο σχεδιασμό κατοικιών, καθ’ όλη τη διάρκεια της πορείας της αρχιτεκτονικής για τους ανθρώπους. Ήταν πολύ χρήσιμη και σπουδαία η κατανόηση του ενεργειακού παράγοντα όσον αφορά στην πρώτη κατοικία, η οποία είχε ιδιαίτερες ανάγκες λόγω κλίματος, πολιτισμού, τοποθεσίας, ώστε να είναι μεν λειτουργική, αλλά και αισθητική. Όλες οι παρεμβάσεις και σκέψεις με σκοπό τη δημιουργία κατάλληλων σπιτιών, ανάλογα με τις ανάγκες της κάθε περιοχής, έδιναν μοναδικότητα στην περιοχή, αλλά και εξαιρετικές κατασκευές. Από την αρχαιότητα παρατηρούμε μέσα από τα συγγράμματα των αρχαίων φιλοσόφων και όχι μόνο, τη σημασία και τη χρήση των ιδιοτήτων της γης, του αέρα, του ήλιου και του νερού στην κατασκευή της κατοικίας, όπου κατά το Σωκράτη (στα απομνημονεύματα του Ξενοφώντα 430-435 π.Χ.) ιδεώδης κατοικία είναι αυτή που προσφέρει ζέστη τους χειμερινούς μήνες και δροσιά κατά τους καλοκαιρινούς. Τέτοιες κατοικίες στην Ελλάδα ανακαλύπτονται στην Πριήνη της Ιωνίας, στη Δήλο, στην Όλυνθο της Χαλκιδικής. Συγκεκριμένα στην Πριήνη της Ιωνίας, τα οικοδομικά συμπλέγματα ήταν το καλοκαίρι σκιερά και το χειμώνα ευήλια. Βλέπουμε πως σε μια τέτοια εποχή που δεν υπήρχαν τα μέσα και η τεχνολογία που υπάρχει στις μέρες μας, οι άνθρωποι ήξεραν τον τρόπο να κατασκευάσουν ένα λεγόμενο οικολογικό-ηλιακό σπίτι, αφού σε διάφορα συγγράμματα γίνονται αναφορές σε τοίχους που απορροφούν τη μέρα θερμότητα την οποία διαχέουν τη νύχτα. Γενικά και ο πολεοδομικός σχεδιασμός ήταν τέτοιος που διευκόλυνε τη διαδικασία. Σπουδαία παραδείγματα αντλούμε από τη λαϊκή αρχιτεκτονική, όπου συχνά τα σπίτια χωρίζονται σε ορόφους και ανάλογα την εποχή, κατοικούσαν στον πρώτο όροφο τους θερινούς μήνες, τον οποίο αποκαλούσαν θερινό και στο ισόγειο τους χειμερινούς μήνες ή χειμερινό, το οποίο ήταν ένα δωμάτιο με τζάκι συνήθως, στο χαμηλότερο επίπεδο του σπιτιού. Άλλο χαρακτηριστικό της παραδοσιακής αρχιτεκτονικής που εμφανίζεται στην Ελλάδα είναι το «λιακωτό», το οποίο ήταν ένας χώρος του σπιτιού, που συνήθως βρισκόταν σε όροφο, το οποίο καλυπτόταν με τζαμαρία και είχε νότιο προσανατολισμό . Το λιακωτό το συναντάμε συνήθως στα παλιά αθηναϊκά σπίτια. Η χρησιμότητα του λιακωτού ήταν η μείωση της έντασης του φωτός πριν εισχωρήσει στα δωμάτια, καθώς και η διατήρηση αποστάσεων από τις ηλιακές ακτίνες. Παρατηρούμε πως στην Ελλάδα, χώρα με μεγάλη ηλιοφάνεια και ήπιο κλίμα,

17

είχε δημιουργηθεί ένα είδος αρχιτεκτονικής που βοηθούσε στο μετριασμό των εξωτερικών καιρικών συνθηκών του έτους, ανάλογα με τις ανάγκες της κάθε εποχής, προσφέροντας στους κατοίκους την απαραίτητη άνεση. Επίσης υπήρχε επικοινωνία μεταξύ εσωτερικού και εξωτερικού χώρου για τη φυσική ρύθμιση του μικροκλίματος. Στα νησιά, όπου χαρακτηριστική είναι η κυβιστική σύνθεση των όγκων των σπιτιών σε άσπρο χρώμα, για την κατασκευή της κατοικίας δίνεται ιδιαίτερη βαρύτητα στη θερμομόνωση και τη ροή της θερμότητας. Τα υλικά που χρησιμοποιούν στην τοιχοποιία είναι ο πηλός και η πέτρα, ώστε να αποθηκεύουν τη θερμότητα του ήλιου κατά τη διάρκεια της μέρας, ενώ τη νύχτα, η θερμότητα αυτή να επανεκπέμπεται θερμαίνοντας το σπίτι και ψύχοντας τους τοίχους. Αυτή η επαναλαμβανόμενη διαδικασία βοηθά στη διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας όλο το χρόνο. Επίσης, ιδανικός είναι ο μεσημβρινός προσανατολισμός σε κλιμακωτή διάταξη των οικισμών, με αλληλοεπίθεση των όγκων με σκοπό οι επιφάνειες που προσβάλει ο ήλιος να είναι οι μέγιστες δυνατές. Επιπλέον λόγω του κυβιστικού σχεδιασμού των σπιτιών σχηματίζονται μικρές πλατείες και δροσερές γωνίες ακόμα και στο μεγαλύτερο καύσωνα. Αντίθετα οι βορινές πλευρές των σπιτιών δεν διαθέτουν παράθυρα, ώστε να ελαχιστοποιούνται οι θερμικές απώλειες το χειμώνα. Γενικότερα, στην παγκόσμια ιστορία της αρχιτεκτονικής, παρατηρούμε την κατασκευή των κατοικιών κατά τέτοιο τρόπο ώστε να εκμεταλλεύονται τις δυνατότητες του χώρου και του κλίματος και να μειώνουν την ενεργειακή τους κατανάλωση. Για παράδειγμα οι οικισμοί των Ινδιάνων Hopi, τα λεγόμενα Pueblos στην Αριζόνα, κατάφεραν έξυπνα να μετριάσουν τα ακραία καιρικά φαινόμενα και να διατηρήσουν το μικροκλίμα των λασπόχτιστων κατοικιών τους σταθερό όλο το χρόνο. Παρατηρούμε ότι ο τόπος και το κλίμα είναι αυτά που καθορίζουν τον τρόπο που θα κτιστεί η κατοικία ώστε να μπορεί η ενέργεια να διανεμηθεί σωστά. Στην Υεμένη για παράδειγμα έχουμε τους γνωστούς ανεμόπυργους. Οι άνθρωποι, ακόμα και σε μια τέτοια δύσβατη περιοχή, κατάφεραν να αξιοποιήσουν την ικανότητα του εδάφους, η οποία αποθηκεύει τη θερμότητα. Έτσι έφτιαχναν τα σπίτια τους μέσα στη γη, με αποτέλεσμα να διατηρούν τη

18

ζέστη το χειμώνα και τη δροσιά το καλοκαίρι, αντλώντας θερμότητα από το έδαφος. Αυτός ο τρόπος κατασκευής σπιτιών χρησιμοποιήθηκε επίσης από τους Ινδιάνους Navajo, τους Κινέζους , τους Αφρικανούς της Βόρειας Αφρικής, αλλά και αρκετά χρόνια αργότερα από τον Wendell Thomas, το 1950 όπου με αυτή τη μέθοδο θέλησε να αξιοποιήσει τη θερμότητα της γης σε συνδυασμό με την ηλιακή ακτινοβολία και το φυσικό αερισμό. Ο άνθρωπος βέβαια από νωρίς αναγνώρισε τη χρησιμότητα του παραθύρου και του σκιάστρου, ώστε να ελέγχει το μικροκλίμα, την ικανότητα του εδάφους και του νερού να αποθηκεύουν θερμότητα, την συμβολή των φυτών στη θερμομόνωση, καθώς και τη σημασία του μεσημβρινού προσανατολισμού. Όσον αφορά στη σπουδαιότητα του γυαλιού ως παγίδα θερμότητας, αυτό το εκμεταλλεύτηκε ο άνθρωπος, με κάθε τρόπο στην κατασκευή των κατοικιών, δημιουργώντας αίθρια, θερμοκήπια, λιακωτά, σκεπαστές στοές, που όχι μόνο φώτιζαν το χώρο, αλλά παράλληλα τον θέρμαιναν.

19

ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Παρά το γεγονός ότι η Ελλάδα είναι μια χώρα ιδιαίτερα ευνοημένη σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (κυρίως ηλιακή ενέργεια, αιολική ενέργεια, γεωθερμία και βιομάζα), δεν υπάρχουν οι κατάλληλες υποδομές ώστε να αξιοποιηθούν, κάτι που θα οδηγούσε σε αύξηση της συμμετοχής τους στο ενεργειακό ισοζύγιο της χώρας σε μεγαλύτερο ποσοστό, με όλα τα θετικά αποτελέσματα που αυτό συνεπάγεται, περιβαλλοντικά και οικονομικά. Τα κύρια πλεονεκτήματα εισαγωγής Α.Π.Ε. στο ενεργειακό μοντέλο μιας χώρας είναι τα εξής:

Είναι πολύ φιλικές προς το περιβάλλον, έχοντας ουσιαστικά μηδενικά κατάλοιπα και απόβλητα.

Δεν πρόκειται να εξαντληθούν ποτέ, σε αντίθεση με τα ορυκτά καύσιμα.

Μπορούν να βοηθήσουν την ενεργειακή αυτάρκεια μικρών και αναπτυσσόμενων χωρών, καθώς και να αποτελέσουν την εναλλακτική πρόταση σε σχέση με την οικονομία του πετρελαίου.

Είναι ευέλικτες εφαρμογές που μπορούν να παράγουν ενέργεια ανάλογη με τις ανάγκες του τοπικού πληθυσμού, καταργώντας την ανάγκη για τεράστιες μονάδες παραγωγής (καταρχήν για την ύπαιθρο) αλλά και για μεταφορά της σε μεγάλες αποστάσεις.

Ο εξοπλισμός είναι απλός στην κατασκευή και τη συντήρηση και έχει μεγάλο χρόνο ζωής.

είναι εγχώριες πηγές ενέργειας και συνεισφέρουν στην ενίσχυση της ενεργειακής αυτάρκειας και της ασφάλειας του ενεργειακού εφοδιασμού σε

τοπικό, περιφερειακό και εθνικό επίπεδο

είναι γεωγραφικά διάσπαρτες και βοηθούν στην αποκέντρωση του ενεργειακού συστήματος, παρέχοντας τη δυνατότητα κάλυψης των ενεργειακών αναγκών σε τοπικό επίπεδο, μειώνοντας έτσι τις απώλειες από τη μεταφορά ενέργειας

έχουν συνήθως χαμηλό λειτουργικό κόστος που δεν επηρεάζεται από τις διακυμάνσεις της διεθνούς οικονομίας

δημιουργούν θέσεις εργασίας κατά τη κατασκευή και λειτουργία μονάδων ηλεκτροπαραγωγής με Α.Π.Ε.

Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας παρουσιάζουν όμως και κάποια μειονεκτήματα. Τα μειονεκτήματα των ΑΠΕ είναι :

20

Έχουν αρκετά μικρό συντελεστή απόδοσης. Γι΄ αυτό το λόγο μέχρι τώρα χρησιμοποιούνται σαν συμπληρωματικές πηγές.

Για τον παραπάνω λόγο προς το παρόν δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κάλυψη των αναγκών μεγάλων αστικών κέντρων.

Η παροχή και απόδοση της αιολικής, υδροηλεκτρικής και ηλιακής ενέργειας εξαρτάται από την εποχή του έτους αλλά και από το γεωγραφικό πλάτος και το κλίμα της περιοχής στην οποία εγκαθίστανται.

Για τις αιολικές μηχανές υπάρχει η άποψη ότι δεν είναι κομψές από αισθητική άποψη κι ότι προκαλούν θόρυβο και θανάτους πουλιών. Με την εξέλιξη όμως της τεχνολογίας τους και την προσεκτικότερη επιλογή χώρων εγκατάστασης (π.χ. σε πλατφόρμες στην ανοιχτή θάλασσα) αυτά τα προβλήματα έχουν σχεδόν λυθεί.

Για τα υδροηλεκτρικά έργα λέγεται ότι προκαλούν έκλυση μεθανίου από την αποσύνθεση των φυτών που βρίσκονται κάτω απ' το νερό κι έτσι συντελούν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου.

21

ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ο Ήλιος αποτελεί την απαραίτητη προϋπόθεση για την ύπαρξη κάθε είδους ζωής στον πλανήτη. Σχεδόν κάθε φυσική λειτουργία πάνω στη Γη είναι άμεσα εξαρτώμενη από την ύπαρξή του. Οι εποχιακές αλλαγές, οι εναλλαγές μέρας και νύχτας, η ανάπτυξη κάθε είδους χλωρίδας και συνεπώς η ύπαρξη της διατροφικής αλυσίδας που συντηρεί και την πανίδα του πλανήτη μας είναι όλα της ενεργειας του Ηλίου. Η ηλιακή ενέργεια που προσπίπτει στην επιφάνεια της γης είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που παράγεται στον ήλιο. Φτάνει σχεδόν αµετάβλητη στο ανώτατο στρώµα της ατµόσφαιρας του πλανήτη µας, διαµέσου του διαστήµατος, και στη συνέχεια κατά τη διέλευσή της από την ατµόσφαιρα υπόκειται σε σηµαντικές αλλαγές, που οφείλονται στην σύσταση της ατµόσφαιρας. Η ηλιακη ενέργεια που προέρχεται από τον ήλιο και ξιοποιείται μέσω τεχνολογιών που εκμεταλλεύονται την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία του ήλιου, με τη χρήση μηχανικών μέσων για τη συλλογή, αποθήκευση και διανομή της. Η Ελλάδα, χώρα με μεγάλη ηλιοφάνεια, προσφέρεται για την αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας. Η μέση ημερήσια ενέργεια που δίνεται από τον ήλιο στην Ελλάδα είναι 4,6 kWh/m2 Η ηλιακή ενέργεια σήμερα είναι 90% φθηνότερη από ό,τι τη δεκαετία του 1970. Στα σπίτια που διαθέτουν ηλιακή οροφή μπορεί να παράγεται περισσότερη ενέργεια από όση χρειάζονται ορισμένες ώρες της ημέρας, η οποία δυνητικά θα μπορούσε να μεταπωλείται στις τοπικές εταιρείες ηλεκτρισμού. Χρησιμοποιείται περισσότερο για θερμικές εφαρμογές (ηλιακοί θερμοσίφωνες και φούρνοι) ενώ η χρήση της για την παραγωγή ηλεκτρισμού έχει αρχίσει να κερδίζει έδαφος, με την βοήθεια της πολιτικής προώθησης των Ανανεώσιμων Πηγών από το ελληνικό κράτος και την Ευρωπαϊκή Ένωση. Η ηλιακή ενέργεια είναι καθαρή, ανεξάντλητη, ήπια και ανανεώσιμη. Η ηλιακή ακτινοβολία δεν ελέγχεται από κανέναν και αποτελεί ένα ανεξάντλητο εγχώριο ενεργειακό πόρο, που παρέχει ανεξαρτησία, προβλεψιμότητα και ασφάλεια στην ενεργειακή τροφοδοσία.

Υπάρχουν τρεις τρόποι για να αξιοποιήσει κανείς την ηλιακή ενέργεια.

Αξιοποιώντας τη θαλπωρή του ήλιου για θέρμανση, ψύξη και ζεστό νερό με τα ηλιοθερμικά συστήματα. (ενεργητικά ηλιακά συστήματα)

Παράγοντας ηλιακό ηλεκτρισμό μέσω των φωτοβολταϊκών συστημάτων.

Κατασκευάζοντας βιοκλιματικά κτήρια (παθητικά ηλιακά συστήματα)

22

Οι θερµικές εφαρµογές της ηλιακής ενέργειας διακρίνονται σε εφαρµογές χαµηλής, µέσης και υψηλής θερµοκρασίας. Οι εφαρµογές χαµηλής & µέσης θερµοκρασίας περιλαµβάνουν τα ενεργητικά και παθητικά συστήµατα παραγωγής θερµότητας από τον ήλιο. Ονοµάζουµε ενεργητικά τα συστήµατα ή τις ηλιακές εγκαταστάσεις στα οποία η µεταφορά της συλλεγόµενης ηλιακής θερµότητας πραγµατοποιείται µε κυκλοφορία του θερµικού υγρού µε τη βοήθεια αντλίας ή ανεµιστήρα. Αυτά τα συστήµατα εξαρτώνται συνεπώς από πρόσθετη πηγή ενέργειας, κυρίως ηλεκτρισµό, για την λειτουργία τους. Αντίθετα τα παθητικά συστήµατα, λειτουργούν αυτόνοµα και η ενέργεια κυκλοφορεί µε φυσική ροή όπως η ελεύθερη συναγωγή η οποία εξαρτάται µόνο από τις διαφορές θερµοκρασίας και πυκνότητας που δηµιουργούνται σε ορισµένα σηµεία του συστήµατος

Ηλιοθερμικά συστήματα (ενεργητικά ηλιακά συστήματα)

Εδώ και μια εικοσαετία οι Έλληνες καταναλωτές έχουν εξοικειωθεί με τους ηλιακούς θερμοσίφωνες για την παραγωγή ζεστού νερού. Εκείνο όμως που αγνοεί η πλειοψηφία των καταναλωτών είναι οι λοιπές χρήσεις των ηλιοθερμικών τεχνολογιών όπως η θέρμανση χώρων, η τηλεθέρμανση οικισμών, ο ηλιακός κλιματισμός και η ηλιοθερμική παραγωγή ηλεκτρισμού. Η "καρδιά" ενός ενεργητικού ηλιακού συστήματος είναι ο ηλιακός συλλέκτης που είναι συνήθως τοποθετημένος στην ταράτσα ή στη στέγη ενός σπιτιού. Περιλαμβάνει μια μαύρη, συνήθως επίπεδη μεταλλική επιφάνεια, η οποία απορροφά την ακτινοβολία και θερμαίνεται. Πάνω από την απορροφητική επιφάνεια βρίσκεται ένα διαφανές κάλυμμα που παγιδεύει τη θερμότητα (φαινόμενο θερμοκηπίου). Σε επαφή με την απορροφητική επιφάνεια τοποθετούνται λεπτοί σωλήνες μέσα στους οποίους διοχετεύεται κάποιο υγρό,

23

που απάγει την θερμότητα και τη μεταφέρει, με τη βοήθεια μικρών αντλιών (κυκλοφορητές), σε μια μεμονωμένη δεξαμενή αποθήκευσης.

Λόγοι για εφαρμογή ηλιοθερμικών συστημάτων 1. Αξιοπιστία . Είναι μια καθ΄ όλα ώριμη και δοκιμασμένη τεχνολογία. 2. Αποκέντρωση. Η θερμική ενέργεια παράγεται στα σημεία ζήτησής της. Αποφεύγονται έτσι οι τεράστιες απώλειες μεταφοράς ενέργειας μέσω του ηλεκτρικού δικτύου (που στην Ελλάδα φτάνουν κατά μέσο όρο το 12%). 3. Αυτονομία. Αποτρέπονται οι τεράστιες δαπάνες για εισαγωγή ενέργειας. 4. Θέσεις εργασίας Ήδη πάνω από 3.500 άτομα

απασχολούνται στη βιομηχανία ηλιοθερμικών συστημάτων στην Ελλάδα. 5. Ευκολία. Η τοποθέτηση ενός ηλιακού συλλέκτη είναι απλή. Η δε συντήρηση που απαιτεί είναι ελάχιστη. 6. Εξοικονόμηση χρημάτων. Ο ηλιακός θερμοσίφωνας είναι η πιο απλή και συμφέρουσα λύση για να περικόψει τους λογαριασμούς ρεύματος. Το μέσο ετήσιο κέρδος του μπορεί να φτάσει έως 100 € περίπου. 7. Εξοικονόμηση ενέργειας. Οι εγκατεστημένοι ηλιακοί θερμοσίφωνες εξοικονομούν ήδη 1,1 δισεκατομμύρια κιλοβατώρες το χρόνο, όση ενέργεια παράγει δηλαδή ένας συμβατικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής, ισχύος 200 μεγαβάτ. 8. Προστασία περιβάλλοντος Αποτρέπεται η έκλυση μεγάλων ποσοτήτων ρύπων που επιβαρύνουν το περιβάλλον και τη δημόσια υγεία. 9. Κλιματικές αλλαγές Αποτρέπεται η κατανάλωση ενέργειας από ορυκτά καύσιμα και κατά συνέπεια οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO

2). Ένα

τυπικό θερμοσιφωνικό σύστημα παράγει στην Ελλάδα ετησίως 840-1.080 κιλοβατώρες και αποσοβεί την έκλυση 925-1.200 κιλών CO

2 το χρόνο, όσο

δηλαδή θα απορροφούσε 1,5 στρέμμα δάσους.

Φωτοβολταϊκά συστήματα Η εκμετάλλευση της ηλιακής ακτινοβολίας και η μετατροπή του σε ηλεκτρικό ρεύμα είναι σήμερα δυνατή μέσω της Φωτοβολταϊκής Τεχνολογίας. Τα φωτοβολταϊκά συστήματα μετατρέπουν την ηλιακή ακτινοβολία σε ηλεκτρικό ρεύμα μέσω της απορρόφησης των φωτονίων της από ειδικούς ημιαγωγούς τοποθετημένους σε ειδικές φωτοβολταϊκές κυψέλες (συλλέκτες). Η διαρκής έκθεση των συλλεκτών στην ηλιακή ακτινοβολία έχει τελικά σαν αποτέλεσμα την παραγωγή συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος το οποίο στη συνέχεια μπορεί να μετατραπεί σε εναλλασσόμενο με τη χρήση ειδικών

24

μετατροπέων. Αυτό με τη σειρά του μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε για ιδία χρήση είτε να δοθεί προς πώληση στο δίκτυο ηλεκτρισμού. Όταν τα φωτοβολταϊκά εκτεθούν στην ηλιακή ακτινοβολία μετατρέπουν ένα 5-17% της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Το πόσο ακριβώς είναι αυτό το ποσοστό εξαρτάται από την τεχνολογία που χρησιμοποιούμε. Υπάρχουν π.χ. τα λεγόμενα μονοκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά, τα πολυκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά και τα άμορφα. Η επιλογή του είδους των φωτοβολταϊκών είναι συνάρτηση των αναγκών, του διαθέσιμου χώρου ή ακόμα και της οικονομικής ευχέρειας του χρήστη. Τα φωτοβολταϊκά μπορούν να τοποθετηθούν σε οικόπεδα, στέγες (επίπεδες και κεκλιμένες) ή και σε προσόψεις κτηρίων. Υπάρχουν δύο τρόποι να τα χρησιμοποιήσει κανείς. Ανεξάρτητα από το δίκτυο

της ΔΕΗ ή σε συνεργασία μ’ αυτό. Τα Φ/Β πλαίσια αποτελούνται από κατάλληλα επεξεργασμένους δίσκους πυριτίου (ηλιακά στοιχεία = solar cells) που βρίσκονται ερμητικά σφραγισμένοι μέσα σε πλαστική ύλη για να προστατεύονται από τις καιρικές συνθήκες (π.χ. υγρασία). Η μπροστινή όψη

του πλαισίου προστατεύεται από ανθεκτικό γυαλί. Η κατασκευή αυτή, που δεν ξεπερνά σε πάχος τα 4 με 5 χιλιοστά του μέτρου, τοποθετείται συνήθως σε πλαίσιο αλουμινίου, όπως στους υαλοπίνακες των κτιρίων. Τα εσωτερικά είναι διασυνδεδεμένα εν σειρά και παραλλήλω ανάλογα με την εφαρμογή. Ένα Φ/Β σύστηµα περιλαµβάνει τρία υπο-συστήµατα: τα φωτοβολταϊκά στοιχεία (φώς - DC) την ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (Load) το σύστηµα ρύθµισης (Balance Of System, BOS) Μια φωτοβολταϊκή εγκατάσταση μπορεί να αποτελεί λοιπόν ένα αυτόνομο σύστημα που να καλύπτει το σύνολο των ενεργειακών αναγκών ενός κτηρίου ή μιας επαγγελματικής χρήσης. Για τη συνεχή εξυπηρέτηση του καταναλωτή, η εγκατάσταση θα πρέπει να περιλαμβάνει και μια μονάδα αποθήκευσης (μπαταρίες) και διαχείρισης της ενέργειας. Εναλλακτικά, ένα σύστημα παραγωγής ηλεκτρισμού με φωτοβολταϊκά μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με το δίκτυο της ΔΕΗ (διασυνδεδεμένο σύστημα). Στην περίπτωση αυτή, καταναλώνει κανείς ρεύμα από το δίκτυο όταν το φωτοβολταϊκό σύστημα δεν επαρκεί (π.χ. όταν έχει συννεφιά ή κατά τη διάρκεια της νύχτας) και δίνει ενέργεια στο δίκτυο όταν η παραγωγή υπερκαλύπτει τις ανάγκες του, π.χ. τις ηλιόλουστες ημέρες ή όταν λείπει κανείς. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα φωτοβολταϊκά χρησιμοποιούνται για παροχή ηλεκτρικής ενέργειας εφεδρείας (δηλαδή ως συστήματα αδιάλειπτης παροχής – UPS). Στην περίπτωση αυτή, το σύστημα είναι μεν διασυνδεδεμένο με τη ΔΕΗ, αλλά διαθέτει και μπαταρίες (συν όλα τα απαραίτητα ηλεκτρονικά

25

συστήματα) για να αναλαμβάνει την κάλυψη των αναγκών σε περίπτωση διακοπής του ρεύματος και για όσο διαρκεί αυτή. Ένα τυπικό φωτοβολταϊκό ισχύος 1 κιλοβάτ (kW) παράγει κατά μέσο όρο 1.200-1.500 κιλοβατώρες το χρόνο (ανάλογα με την ηλιοφάνεια της περιοχής) και αποτρέπει κατά μέσο όρο κάθε χρόνο την έκλυση 1.450 κιλών διοξειδίου του άνθρακα, όσο δηλαδή θα απορροφούσαν δύο στρέμματα δάσους. Τα φωτοβολταϊκά εγγυώνται: • μηδενική ρύπανση • αθόρυβη λειτουργία • αξιοπιστία και μεγάλη διάρκεια ζωής (που φθάνει τα 30 χρόνια) • απεξάρτηση από την τροφοδοσία καυσίμων για τις απομακρυσμένες περιοχές • δυνατότητα επέκτασης ανάλογα με τις ανάγκες • ελάχιστη συντήρηση Τα φωτοβολταϊκά μπορούν να χρησιμοποιηθούν και ως δομικά υλικά, υποκαθιστώντας άλλα παραδοσιακά υλικά (π.χ. κεραμοσκεπές ή υαλοστάσια σε προσόψεις). Κατ’ αυτό τον τρόπο εξοικονομούνται χρήματα και φυσικοί πόροι. Στην περίπτωση μάλιστα των υαλοστασίων σε προσόψεις εμπορικών κτιρίων, διατίθενται σήμερα διαφανή φωτοβολταϊκά με θερμομονωτικές ιδιότητες. Στο μεγαλύτερο τμήμα της χώρα μας η ηλιοφάνεια διαρκεί περισσότερες από 2700 ώρες το χρόνο. Στη Δυτική Μακεδονία και την Ήπειρο εμφανίζει τις μικρότερες τιμές κυμαινόμενη από 2200 ως 2300 ώρες, ενώ στη Ρόδο και τη νότια Κρήτη ξεπερνά τις 3100 ώρες ετησίως. Τα Φ/Β παράγουν συνεχές ρεύμα που το μετατρέπουμε σε εναλλασσόμενο 220 V στη χώρα μας (ρεύμα ίδιο με της ΔΕΗ) με ηλεκτρονικές συσκευές (αντιστροφείς συνεχούς - εναλλασσόμενου). Μπορούμε να "πουλήσουμε" ρεύμα στη ΔΕΗ (Ν. 2244/94 για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας).

Προϋποθέσεις κτηρίων για την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών - Να υπάρχει επαρκής ελεύθερος και ασκίαστος χώρος - Νότιος προσανατολισμός - Σωστή κλίση (γεωγρ. πλάτος του τόπου ± 10ο ) - Κατάλληλος χώρος για ηλεκτρονικά συστήματα και μπαταρίες

Παραδείγματα ενδεικτικών εφαρμογών. Ηλιακό σχολείο Γούδουρα Κρήτης, φωτοβολταϊκά του ΚΠΕ Καστοριάς (πιλοτική εγκατάσταση ενσωμάτωσης στη στέγη του ΚΠΕ), εγκαταστάσεις φωτοβολταϊκών του "Αρκτούρου" στον Αετό Φλώρινας

26

ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΑ ΚΤΙΡΙΑ (ΠΑΘΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ) Ένα κτήριο που περιλαμβάνει παθητικά συστήματα θέρμανσης, δροσισμού ή ακόμη και φυσικού φωτισμού, κατά-σκευασμένο εξαρχής ή τροποποιημένο, ονομάζεται "βιοκλιματικό κτήριο" και είναι δυνατό να καλύψει

μεγάλο μέρος των ενεργειακών του αναγκών από την άμεση ή έμμεση αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας.

Προϋπόθεση για την εφαρμογή σ' ένα κτήριο παθητικών ηλιακών συστημάτων είναι η θερμομόνωσή του, ώστε να περιοριστούν οι θερμικές απώλειες (χρήση κατάλληλων υλικών και διπλών τζαμιών, στεγανοποίηση, κ.ά.). Η αρχή λειτουργίας των παθητικών συστημάτων θέρμανσης βασίζεται στο "φαινόμενο του θερμοκηπίου", ενώ τα παθητικά συστήματα δροσισμού βασίζονται στην ηλιοπροστασία του κτηρίου, δηλαδή στην παρεμπόδιση της εισόδου των ανεπιθύμητων κατά τη θερινή περίοδο ακτινών του ήλιου στο κτήριο. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση μόνιμων ή κινητών σκίαστρων (πρόβολοι, τέντες, περσίδες, κληματαριές κ.ά.) που τοποθετούνται κατάλληλα, καθώς και με τη διευκόλυνση της φυσικής κυκλοφορίας του αέρα στο εσωτερικό των κτηρίων.

Με δεδομένο ότι ο κτηριακός τομέας καταναλώνει περισσότερο από 40% της παραγόμενης ενέργειας στην Ευρώπη, η εξοικονόμηση ενέργειας καθίσταται αυτόματα από τους πλέον δυναμικούς τομείς, αφού με τις τεχνικές που εφαρμόζονται για την υλοποίησή της μπορεί να μειωθεί η ενεργειακή κατανάλωση ενός κτηρίου έως και 25%. Το γεγονός αυτό άλλωστε επιβεβαιώνεται από την Κοινοτική Οδηγία 2002/91/EK για την Ενεργειακή Αποδοτικότητα των Κτηρίων, η οποία έχει τεθεί σε εφαρμογή στην Ευρώπη από τις 4/1/06. Η χώρα μας, όπως και άλλες ευρωπαϊκές χώρες προσπαθεί να δημιουργήσει τους μηχανισμούς εφαρμογής αυτής της οδηγίας και να εναρμονίσει το ισχύον θεσμικό πλαίσιο με το περιεχόμενό της.

Το πρώτο αυτόνομο ενεργειακά κτήριο στο Παλ. Φάληρο είναι υψηλής αισθητικής και εξασφαλίζει οικονομία ενέργειας έως και 90%

Κτηριακό συγκρότημα στην Κ. Κηφισιά. Ο αύλειος χώρος με τα ειδικά σκίαστρα διαμορφώνουν καλύτερα το βιοκλίμα του.

27

ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Αυτή η μορφή καθαρής ενέργειας που δεν ρυπαίνει το περιβάλλον παράγεται με τη χρήση τουρμπίνων ή ανεμογεννητριών για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Το πρώτο και μεγαλύτερο αιολικό πάρκο του κόσμου με ισχύ που υπερέβαινε τα 5MW λειτουργούσε από τις αρχές του αιώνα μας στο οροπέδιο του Λασιθίου, με τους ειδυλλιακούς και γραφικούς ανεμόμυλους. Η αιολική ενέργεια δημιουργείται έμμεσα από την ηλιακή ακτινοβολία, γιατί η ανομοιόμορφη θέρμανση της επιφάνειας της γης προκαλεί τη μετακίνηση μεγάλων μαζών αέρα από τη μια περιοχή στην άλλη, δημιουργώντας έτσι τους ανέμους. Είναι μια ήπια μορφή ενέργειας, φιλική προς το περιβάλλον, πρακτικά ανεξάντλητη, γι' αυτό και είναι ανανεώσιμη. Αν υπήρχε η δυνατότητα με τη σημερινή τεχνολογία να καταστεί εκμεταλλεύσιμο το συνολικό αιολικό δυναμικό της γης, εκτιμάται ότι η παραγόμενη σε ένα χρόνο ηλεκτρική ενέργεια θα ήταν υπερδιπλάσια από τις ανάγκες της ανθρωπότητας στο ίδιο διάστημα Υπολογίζεται ότι στο 25 % της επιφάνειας της γης επικρατούν άνεμοι μέσης ετήσιας ταχύτητας πάνω από 5,1 m/sec, σε ύψος 10 m πάνω από το έδαφος. Όταν οι άνεμοι πνέουν με ταχύτητα μεγαλύτερη από αυτή την τιμή, τότε το αιολικό δυναμικό του τόπου θεωρείται εκμεταλλεύσιμο και οι απαιτούμενες εγκαταστάσεις μπορούν να καταστούν οικονομικά βιώσιμες, σύμφωνα με τα σημερινά δεδομένα. Άλλωστε το κόστος κατασκευής των ανεμογεννητριών έχει μειωθεί σημαντικά και μπορεί να θεωρηθεί ότι η αιολική ενέργεια διανύει την " πρώτη" περίοδο ωριμότητας, καθώς είναι πλέον ανταγωνιστική των συμβατικών μορφών ενέργειας.

Η χώρα μας διαθέτει εξαιρετικά πλούσιο αιολικό δυναμικό και η αιολική ενέργεια μπορεί να γίνει σημαντικός μοχλός ανάπτυξής της. Από το 1982, οπότε εγκαταστάθηκε από τη ΔΕΗ το πρώτο αιολικό πάρκο στην Κύθνο, μέχρι και σήμερα έχουν κατασκευασθεί στην Άνδρο, στην Εύβοια, στη Λήμνο, Λέσβο, Χίο, Ψαρά, Σάμο και στην Κρήτη εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής

ενέργειας από τον άνεμο συνολικής ισχύος πάνω από 30 Μεγαβάτ. Μεγάλο ενδιαφέρον επίσης δείχνει και ο ιδιωτικός τομέας για την εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας, ιδιαίτερα στην Κρήτη, όπου το Υπουργείο Ανάπτυξης έχει εκδώσει άδειες εγκατάστασης για νέα αιολικά πάρκα συνολικής ισχύος δεκάδων Μεγαβάτ. Σήμερα η εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας γίνεται σχεδόν αποκλειστικά με μηχανές που μετατρέπουν

την ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική και ονομάζονται ανεμογεννήτριες.

28

Κατατάσσονται σε δύο βασικές κατηγορίες:

• τις ανεμογεννήτριες με οριζόντιο άξονα, όπου ο δρομέας είναι τύπου έλικας και ο άξονας μπορεί να περιστρέφεται συνεχώς παράλληλα προς τον άνεμο και • τις ανεμογεννήτριες με κατακόρυφο άξονα που παραμένει σταθερός. Στην παγκόσμια αγορά έχουν επικρατήσει οι ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα σε ποσοστό 90%. Η ισχύς τους μπορεί να ξεπερνά τα 500 kW και μπορούν να συνδεθούν με το ηλεκτρικό δίκτυο της χώρας. Έτσι μια συστοιχία πολλών ανεμογεννητριών, που ονομάζεται αιολικό πάρκο, μπορεί να λειτουργήσει σαν μια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

Ο άνεμος είναι μία ανεξάντλητη πηγή ενέργειας, η οποία μάλιστα παρέχεται δωρεάν. Η αιολική ενέργεια ενισχύει την ενεργειακή ανεξαρτησία και ασφάλεια και προστατεύει τον πλανήτη, καθώς αποφεύγονται οι εκπομπές των αερίων του θερμοκηπίου που αποσταθεροποιούν το παγκόσμιο κλίμα. Οι μικρές ανεμογεννήτριες αποτελούν κατάλληλη και βιώσιμη λύση για περιοχές χωρίς πρόσβαση σε ηλεκτρικό δίκτυο. Όπως και άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, μικρές ανεμογεννήτριες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε αυτόνομα ή υβριδικά συστήματα για παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, ενώ μικρά οικιακά και εμπορικά συστήματα μπορούν να συνδεθούν στο δίκτυο τροφοδοτώντας το με περίσσεια πράσινης ενέργειας. Μια μικρή ανεμογεννήτρια που αντικαθιστά μια ηλεκτρογεννήτρια σε ένα εξοχικό ή μια αγροικία, μας βοηθά να αποφύγουμε την έκλυση περίπου 2 κιλών διοξειδίου του άνθρακα για κάθε κιλοβατώρα που χρησιμοποιούμε. Χρησιμότητα αιολικής ενέργειας Η συστηματική εκμετάλλευση του πολύ αξιόλογου αιολικού δυναμικού της χώρας μας θα συμβάλει:

στην αύξηση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με ταυτόχρονη εξοικονόμηση σημαντικών ποσοτήτων συμβατικών καυσίμων, που συνεπάγεται συναλλαγματικά οφέλη

σε σημαντικό περιορισμό της ρύπανσης του περιβάλλοντος, αφού έχει υπολογισθεί ότι η παραγωγή ηλεκτρισμού μιας μόνο ανεμογεννήτριας ισχύος 550 kW σε ένα χρόνο , υποκαθιστά την ενέργεια που παράγεται από την καύση 2.700 βαρελιών πετρελαίου, δηλαδή αποτροπή της εκπομπής 735 περίπου τόνων CO2 ετησίως καθώς και 2 τόνων άλλων ρύπων

στη δημιουργία πολλών νέων θέσεων εργασίας, αφού εκτιμάται ότι για κάθε νέο Μεγαβάτ αιολικής ενέργειας δημιουργούνται 14 νέες θέσεις εργασίας

Τα ενδεχόμενα προβλήματα από την αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας είναι ο θόρυβος από τη λειτουργία των ανεμογεννητριών, οι σπάνιες ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές στο ραδιόφωνο, τηλεόραση, τηλεπικοινωνίες, που επιλύονται όμως με την ανάπτυξη της τεχνολογίας και επίσης πιθανά προβλήματα αισθητικής.

29

Aιολική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια που παράγεται από την εκμετάλλευση του πνέοντος ανέμου. Η ενέργεια αυτή χαρακτηρίζεται "ήπια μορφή ενέργειας" και περιλαμβάνεται στις "καθαρές" πηγές, όπως συνηθίζονται να λέγονται οι πηγές ενέργειας που δεν εκπέμπουν ή δεν προκαλούν ρύπους. Η αρχαιότερη μορφή εκμετάλλευσης της αιολικής ενέργειας ήταν τα ιστία (πανιά) των πρώτων ιστιοφόρων πλοίων και πολύ αργότερα οι ανεμόμυλοι στην ξηρά. Ονομάζεται αιολική γιατί στην ελληνική μυθολογία ο Αίολος ήταν ο θεός του ανέμου Σήμερα προκειμένου να δώσουμε μια λύση στο πρόβλημα της ηλεκτροπαραγωγής χρησιμοποιούμε την Αιολική ενέργεια.

Η εκμετάλλευση της ενέργειας του ανέμου από τον άνθρωπο αποτελεί μία πρακτική που βρίσκει τις ρίζες της στην αρχαιότητα. Χαρακτηριστικά παραδείγματα εκμετάλλευσης της αιολικής ενέργειας είναι τα ιστιοφόρα και οι ανεμόμυλοι. Η αιολική ενέργεια είναι στην πραγματικότητα μια μετασχηματισμένη μορφή της ηλιακής ενέργειας. Η ηλιακή ακτινοβολία είναι αυτή που καθώς πέφτει στη γη θερμαίνει τις διάφορες περιοχές της αλλά με μεταβλητό ρυθμό (ανάλογα με το ύψος, το γεωγραφικό πλάτος, την επιφάνεια - θάλασσα ή ξηρά, κ.λπ.). Αυτή η ανομοιομορφία δημιουργεί περιοχές με διαφορετική πίεση και για να ισοσταθμιστούν αυτές οι διαφορές δημιουργείται ο άνεμος από τις περιοχές με υψηλή πίεση προς αυτές με χαμηλή πίεση. Η κίνηση του αέρα (λόγω της μάζας του) παρέχει την αιολική ενέργεια που μετατρέπεται σε μηχανική/ηλεκτρική από την ανεμογεννήτρια. Η ανεμογεννήτρια είναι ένα μηχανικό σύνολο που μετατρέπει την ενέργεια του ανέμου σε ηλεκτρική. Ωστόσο εκτός από τις ανεμογεννήτριες υπάρχουν και κάποιες άλλες προτεινόμενες λύσεις: 1)Μagenn Air Rotor System (MARS) Το σύστημα Magenn air rotor, της εταιρείας Magenn Power, είναι ένα μεγάλο μπαλόνι γεμισμένο από ήλιο που μπορεί να παράγει 100Kw ή 200-400Kwh/ έτος. Λειτουργεί σε υψόμετρο 250-500μ και μπορεί να χειριστεί ταχύτητες μέχρι 28m/s. Η τεχνολογία αυτή είναι ακριβή σήμερα, όμως σε 5-10χρόνια θα μπορούσε να είναι ιδιαίτερα δημοφιλής.

30

2) Flying electric generator, FEG Ελικόπτερο ανεμογεννήτρια, ένα τολμηρό προϊόν με μεγάλες δυνατότητες από την εταιρεία Sky wind power. Κάθε μονάδα στο μέλλον θα παράγει 20Mw και πρόκειται να λειτουργήσει τόσο ψηλά όσο τα 10.000μ.H εταιρεία ισχυρίζεται ότι η τεχνολογία αυτή έχει μέχρι 90% ικανότητα παραγωγής, που σημαίνει πως ένα μεγάλο μέρος του χρόνου παράγει καλή ηλεκτρική ενέργεια σε σύγκριση με το 30% των συμβατικών σταθμών αιολικής ενέργειας.Η ασφάλεια και η συντήρηση του συστήματος, είναι παράγοντες που δύσκολα

αυτή η τεχνολογία θα γίνει εφαρμόσιμη.

3) Rotokite wind power Η ιταλική εταιρεία Sequoia ανέπτυξε μια ιδέα που ονομάζεται rotokite. Η ιδέα της αυτή χρησιμοποιεί διπλό πτερύγιο το οποίο περιστρεφόμενο στον αέρα μετατρέπεται σε γεννήτρια στο έδαφος. Η εταιρεία ισχυρίζεται ότι χρησιμοποιώντας την αρχή της περιστροφής, απλοποιείται ριζικά το δύσκολο πρόβλημα του ελέγχου εν πτήση των «χαρταετών» και εξαλείφονται τα τεχνικά μειονεκτήματα που συνδέονται με το μήκος του καλωδίου πρόσδεσης, με αποτέλεσμα την παραγωγή της αιολικής ενέργειας με πολύ χαμηλό κόστος.

4) Twind Ball Wind Turbine Μια ιταλική εταιρεία για την παραγωγή ενέργειας από την πνοή του ανέμου, παρουσίασε την Twind. Σύμφωνα με το concept αυτό, χρησιμοποιούνται δύο μπαλόνια τα οποία μέσω συνδεδεμένων καλωδίων, τραβούν ένα μοχλό που βρίσκεται στο έδαφος με αποτέλεσμα την δημιουργία μιας κατασκευής που παράγει ηλεκτρική ενέργεια. 5) Selsam superturbines Η εταιρεία Selsam παρουσίασε τις superturbines (σούπερ ανεμογεννήτριες)Σύμφωνα με την εταιρεία η τεχνολογία αυτή, μειώνει το κόστος με την κατάργηση όλων των περιττών στοιχείων που δεν συμβάλλουν άμεσα στην παραγωγή ενέργειας. Αυτό σημαίνει εύκολη ευθυγράμμιση και χαμηλό κόστος εξαρτημάτων.

31

6) Kitegen wind power Η ιταλική εταιρεία Kite Gen Research S.r.l., στοχεύει να εφαρμόσει ένα νέο concept kite gen power.Σύμφωνα με την ιδέα αυτή, «χαρταετοί» είναι συνδεδεμένοι σε μια περιστρεφόμενη κατασκευή στην κατακόρυφη ανεμογεννήτρια του έδαφος, με αποτέλεσμα την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος.Σε σύγκριση με άλλες τεχνολογίες είναι αρκετά πολύπλοκη, μιας και θα πρέπει να ελέγχεται κάθε «χαρταετός» χωριστά. 7) Highest wind Energy Glider System Ένας ελεγχόμενος επί εδάφους με πλάτος 40 πόδια «χαρταετός», που κινείται πάνω και κάτω στον εναέριο χώρο παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια με την προσάρτηση μιας δύναμης μέσω ενός καλωδίου προς το σταθμό του εδάφους που περιέχει την γεννήτρια..Κατά τη διάρκεια χαμηλού άνεμου ο «χαρταετός» αυτόματα προσγειώνεται και περιμένει ιδανικότερες συνθήκες για να συνεχίσει την παραγωγή ενέργειας. Σύμφωνα με την εταιρεία η τεχνολογία αυτή παράγει 30 kW ή 100.000 kWh.Πρόκειται για μια τεχνολογία που χρειάζεται μόνο μερικές ώρες για την εγκατάσταση της.

32

ΓΕΩΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Η γεωθερμική ενέργεια είναι η αποθηκευμένη ενέργεια, υπό μορφή θερμότητας, κάτω από τη σταθερή επιφάνεια της γης. Όπως αποκαλύπτει και η ετυμολογία της λέξης "γεω-θερμία" πρόκειται για θερμότητα από την γη. Η θερμοκρασία του υπεδάφους σε βάθη από 2 έως 100 m είναι περίπου σταθερή όλο τον χρόνο και κυμαίνεται περίπου από 14 έως 18 βαθμών Κελσίου για την χώρα μας. Η εκμετάλλευση της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ υπεδάφους και επιφάνειας (δηλ. του ενεργειακού δυναμικού που ονομάζεται αβαθής γεωθερμική ενέργεια) μπορεί να γίνει με την χρήση Γεωθερμικών Αντλιών Θερμότητας (ΓΑΘ) και δικτύου σωληνώσεων εντός του υπεδάφους έτσι ώστε να θερμάνουμε χώρους τον χειμώνα και να τους ψύξουμε το καλοκαίρι. Η αβαθής γεωθερμική ενέργεια είναι διαθέσιμη όλο τον χρόνο και δεν εξαρτάται από τις καιρικές συνθήκες της ατμόσφαιρας. Η γεωθερμική ενέργεια είναι ανεξάντλητη, φυσικά καθαρή και δωρεάν (παρέχεται από την φύση). Τα γεωθερμικά συστήματα που εκμεταλλεύονται την αβαθή γεωθερμική ενέργεια διακρίνονται σε δύο κατηγορίες:

α) στα Γεωθερμικά συστήματα κλειστού κυκλώματος και β) στα Γεωθερμικά συστήματα ανοικτού κυκλώματος. Οι γεωθερμικές περιοχές συχνά εντοπίζονται από τον ατμό που βγαίνει από σχισμές του φλοιού της γης ή από την παρουσία θερμών πηγών. Για να υφίσταται διαθέσιμο θερμό νερό ή ατμός σε μια περιοχή (αν η θερμοκρασία

τους είναι πάνω από 25οC, τότε σύμφωνα με την ελληνική νομοθεσία

ονομάζονται γεωθερμικά ρευστά), πρέπει να υπάρχει κάποιος υπόγειος ταμιευτήρας αποθήκευσής του κοντά σε ένα θερμικό κέντρο. Στην περίπτωση αυτή, το νερό του ταμιευτήρα, που συνήθως είναι βρόχινο νερό, που έχει διεισδύσει στους βαθύτερους ορίζοντες της γης, θερμαίνεται και ανεβαίνει προς την επιφάνεια (γεωθερμικό κοίτασμα).Η κυριότερη θερμική χρήση της γεωθερμικής ενέργειας σήμερα, τόσο στην Ελλάδα όσο και παγκόσμια, αφορά στη θέρμανση θερμοκηπίων. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στις υδατοκαλλιέργειες, δεδομένου ότι πολλά είδη υδρόβιων οργανισμών, όπως χέλια, γαρίδες ή φύκια, αναπτύσσονται γρηγορότερα σε αυξημένες

θερμοκρασίες (25 έως 30οC).

Άλλη διαδεδομένη χρήση της γεωθερμίας είναι η θέρμανση οικισμών. Η θερμική ενέργεια που δεσμεύεται από τη γεωθερμική πηγή διοχετεύεται προς τους χρήστες με τη βοήθεια ενός δικτύου αγωγών (τηλεθέρμανση). Στις άνυδρες νησιωτικές και παραθαλάσσιες περιοχές, μια άλλη εφαρμογή μπορεί να είναι η θερμική αφαλάτωση θαλασσινού νερού, ενώ στις περιπτώσεις γεωθερμικών

33

ρευστών υψηλής θερμοκρασίας (>150οC) μπορεί να γίνει παραγωγή ηλεκτρικού

ρεύματος με την εκτόνωση ατμού. Η Ελλάδα διαθέτει μεγάλο αριθμό επιβεβαιωμένων γεωθερμικών πεδίων που είναι διάσπαρτα σε ολόκληρη σχεδόν τη χώρα, όπως στη Ν. Κεσσάνη Ξάνθης, Νιγρίτα Σερρών, Λαγκαδά Θεσ/κης, Ελαιοχώρια Χαλκιδικής, Στύψη και Άργεννο Λέσβου, Μήλο, Σαντορίνη και Νίσυρο. Η συστηματική εκμετάλλευσή τους μπορεί να επιφέρει στη χώρα μας σημαντικά οφέλη. Η εκμετάλλευση της γεωθερμίας συμβάλλει στην: - Εξοικονόμηση συναλλάγματος, με τη μείωση των εισαγωγών πετρελαίου - Εξοικονόμηση φυσικών πόρων, κυρίως με την ελάττωση κατανάλωσης των εγχώριων αποθεμάτων λιγνίτη - Καθαρότερη ατμόσφαιρα (άμβλυνση φαινομένου θερμοκηπίου, περιορισμό της όξινης βροχής) Από την αξιοποίηση της γεωθερμικής ενέργειας είναι ενδεχόμενο να προκύψουν προβλήματα δύσοσμων αερίων (υδρόθειο) και προβλήματα διάβρωσης των σωληνώσεων μεταφοράς ρευστών.

34

ΒΙΟΜΑΖΑ ΜΙΑ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΗ ΠΗΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Αρχικά η βιομάζα με την ευρύτερη έννοια του όρου περιλαμβάνει οποιοδήποτε υλικό προέρχεται από ζωντανούς οργανισμούς. Ειδικότερα, η βιομάζα για ενεργειακούς σκοπούς, περιλαμβάνει κάθε τύπο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή στερεών, υγρών ή/και αέριων καυσίμων. Στην πράξη υπάρχουν δύο τύποι βιομάζας. Πρώτον, οι υπολειμματικές μορφές (τα κάθε είδους φυτικά υπολείμματα και ζωικά απόβλητα και τα απορρίμματα) και δεύτερον η βιομάζα που παράγεται από ενεργειακές καλλιέργειες.

Υπολειμματικές μορφές βιομάζας

Βιομάζα γεωργικής προέλευσης Η γεωργική βιομάζα που θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για παραγωγή ενέργειας διακρίνεται στη βιομάζα των υπολειμμάτων των γεωργικών καλλιεργειών και στη βιομάζα των υπολειμμάτων επεξεργασίας γεωργικών προϊόντων.

Βιομάζα ζωϊκής προέλευσης Το διαθέσιμο δυναμικό βιομάζας ζωικής

προέλευσης, περιλαμβάνει κυρίως απόβλητα εντατικής κτηνοτροφίας.

Βιομάζα δασικής προέλευσης Η βιομάζα δασικής προέλευσης που αξιοποιείται ή μπορεί να αξιοποιηθεί για ενεργειακούς σκοπούς συνίσταται στα καυσόξυλα, στα υπολείμματα καλλιέργειας των δασών. στα προϊόντα καθαρισμών για την προστασία τους από πυρκαγιές καθώς και στα υπολείμματα επεξεργασίας του ξύλου.

Αστικά απόβλητα Το οργανικό τμήμα των αστικών αποβλήτων.

Ενεργειακές καλλιέργειες Οι ενεργειακές καλλιέργειες είναι παραδοσιακές καλλιέργειες που μπορούν να

χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή υγρών βιοκαυσίμων είτε φυτά που δεν καλλιεργούνται, προς το παρόν, εμπορικά. Οι κύριες εφαρμογές της βιομάζας ως καύσιμο

Θέρμανση θερμοκηπίων : Σε περιοχές της χώρας όπου υπάρχουν μεγάλες ποσότητες διαθέσιμης βιομάζας, χρησιμοποιείται η βιομάζα σαν καύσιμο σε κατάλληλους λέβητες για τη θέρμανση θερμοκηπίων.

35

Θέρμανση κτιρίων με καύση βιομάζας σε ατομικούς/κεντρικούς λέβητες : Σε ορισμένες περιοχές της Ελλάδας χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση κτιρίων ατομικοί/κεντρικοί λέβητες πυρηνόξυλου.

Παραγωγή ενέργειας σε γεωργικές βιομηχανίες : Βιομάζα για παραγωγή ενέργειας χρησιμοποιείται από γεωργικές βιομηχανίες στις οποίες η βιομάζα προκύπτει σε σημαντικές ποσότητες σαν υπόλειμμα ή υποπροϊόν της παραγωγικής διαδικασίας και έχουν αυξημένες απαιτήσεις σε θερμότητα.

Παραγωγή ενέργειας σε βιομηχανίες ξύλου : Τα υπολείμματα βιομηχανιών επεξεργασίας ξύλου χρησιμοποιούνται για τη κάλυψη των θερμικών αναγκών της διεργασίας καθώς και για την θέρμανση των κτιρίων.

Τηλεθέρμανση : είναι η προμήθεια θέρμανσης χώρων καθώς και θερμού νερού χρήσης σε ένα σύνολο κτιρίων, έναν οικισμό, ένα χωριό ή μια πόλη, από έναν κεντρικό σταθμό παραγωγής θερμότητας. H θερμότητα μεταφέρεται με προ-μονωμένο δίκτυο αγωγών από το σταθμό προς τα θερμαινόμενα κτίρια .

Παραγωγή ενέργειας σε μονάδες βιολογικού καθαρισμού και Χώρους Υγειονομικής Ταφής Απορριμμάτων (ΧΥΤΑ): Το βιοαέριο που παράγεται από την αναερόβια χώνευση των υγρών αποβλήτων σε μονάδες βιολογικού καθαρισμού, και των απορριμμάτων σε ΧΥΤΑ καίγεται σε μηχανές εσωτερικής καύσης για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Παράλληλα μπορεί να αξιοποιείται η θερμική ενέργεια των καυσαερίων και του ψυκτικού μέσου των μηχανών για να καλυφθούν ανάγκες τις διεργασίας ή/και άλλες ανάγκες θέρμανσης (πχ. θέρμανση κτιρίων).

Το βιοαέριο και η δημιουργία του Το βιοαέριο, παράγεται από την αναερόβια χώνευση κτηνοτροφικών κυρίως αποβλήτων, αγροτοβιομηχανικών αποβλήτων και λυμάτων, καθώς και από αστικά οργανικά απορρίμματα. Αποτελείται από 65% μεθάνιο και 35% διοξείδιο του άνθρακα (CO2) και μπορεί να αξιοποιηθεί ενεργειακά, μέσω της τροφοδοσίας του σε μηχανές εσωτερικής καύσης, σε καυστήρες αερίου ή σε αεροστρόβιλο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας. Επίσης το βιοαέριο με την κατάλληλη επεξεργασία και αναβάθμιση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως καύσιμο μεταφορών, με ιδιαίτερα ανταγωνιστική τιμή.

Μια μορφή βιομάζας είναι και τα: pellets (συσσωματώματα) τα οποία προκύπτουν από τη μηχανική συμπίεση πριονιδιού, χωρίς την προσθήκη χημικών ή συγκολλητικών ουσιών.

36

Παράλληλα, το αναβαθμισμένο βιοαέριο μπορεί να διοχετευθεί στο δίκτυο του φυσικού αερίου, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ηλεκτρική και θερμική ενέργεια. Η ανάπτυξη και εγκατάσταση τεχνολογιών βιοαερίου, αποτελεί μία εναλλακτική λύση με σημαντικά πλεονεκτήματα, καθώς προσφέρει περιβαλλοντικά φιλική ενέργεια και ταυτόχρονα επιλύει το συνεχώς διογκούμενο πρόβλημα της διάθεσης των απορριμμάτων.

Υγρά βιοκαύσιμα Σήμερα, ο όρος βιοκαύσιμα χρησιμοποιείται συνήθως για υγρά καύσιμα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στον τομέα των μεταφορών. Τα πιο συνηθισμένα στο εμπόριο είναι το βιοντήζελ, μεθυλεστέρας ο οποίος παράγεται κυρίως από ελαιούχους σπόρους και μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε μόνο του ή σε μίγμα με πετρέλαιο κίνησης σε πετρελαιοκινητήρες και η βιοαιθανόλη η οποία παράγεται από σακχαρούχα, κυταρινούχα κι αμυλούχα φυτά

και χρησιμοποιείται είτε ως έχει σε βενζινοκινητήρες που έχουν υποστεί μετατροπή είτε σε μίγμα με βενζίνη σε κανονικούς βενζινοκινητήρες είτε τέλος να μετατραπεί σε ΕΤΒΕ (πρόσθετο βενζίνης). Τα βιοκαύσιμα είναι φιλικότερα προς το περιβάλλον από τα συμβατικά καύσιμα γιατί έχουν λιγότερες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και χρησιμοποιούν ανανεώσιμες πρώτες ύλες. Συμβάλλουν στη μείωση των

εισαγωγών και στην ενεργειακή αυτονομία μιας χώρας.

37

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ Ξεκινώντας τη διαδικασία κατασκευής μιας βιοκλιματικής κατοικίας πρέπει να γίνει σωστή επιλογή οικοπέδου, όπου καλό θα είναι να έχει θέα προς το νότο, και κύριο άξονα κατά τη φορά ανατολής-δύσης. Αυτό είναι επιθυμητό ώστε να καλύπτεται το κτίριο από τους βορινούς ανέμους με ταυτόχρονη εκμετάλλευση της θερμικής ηλιακής ενέργειας. Επίσης είναι σημαντικό να αποφεύγεται ο σκιασμός στη νότια όψη του οικοπέδου. Ένα άλλο στοιχείο που θα πρέπει να αποφεύγεται είναι τα οικόπεδα να μην βρίσκονται κοντά σε καλώδια υψηλής τάσης, σε υποσταθμούς της ΔΕΗ, σε κεραίες ραδιοτηλεοπτικές και κινητής τηλεφωνίας. Αντίθετα προτιμάται το οικόπεδο να βρίσκεται κοντά σε χώρους πράσινου, να υπάρχει δυνατότητα εδαφολογικής μελέτης καθώς και μελέτες ραδιοσυχνοτήτων και πλέγματος υπεδάφους.

Ο μελλοντικός χρήστης μιας βιοκλιματικής κατοικίας πρέπει να προσέξει τα δομικά υλικά που θα χρησιμοποιηθούν, τα οποία θα πρέπει να είναι αυξημένης θερμοχωρητικότητας συνδυασμένα με καλή εξωτερική μόνωση του κτιρίου. Το γυαλί αποτελεί την ευκολότερη και τη φθηνότερη μέθοδο απορρόφησης ενέργειας ενός κτιρίου, αλλά για να αποφευχθούν οι θερμικές απώλειες σε μεγάλο βαθμό είναι καλό να χρησιμοποιούνται διπλά τζάμια, και

τόσο οι αρμοί όσο και τα κουφώματα να είναι καλά στεγανοποιημένα. Τα περισσότερα ανοίγματα του κτιρίου είναι καλό να βρίσκονται προς τη νότια όψη του, ενώ στη βορινή πλευρά αν δεν υπάρχει κάποιο κτίριο να προστατεύονται από ψηλά δέντρα, κλειστούς χώρους στάθμευσης ή αποθήκευσης προς αποφυγή της άμεσης επαφής με τους ψυχρούς βορινούς ανέμους. Η δυτική και η ανατολική όψη δέχονται ίσα ποσά ακτινοβολίας. Τα μονωτικά υλικά θα χρησιμοποιηθούν τόσο στους εξωτερικούς τοίχους όσο και στην πλάκα του δώματος αλλά και στην κεραμοσκεπή. Η μόνωση είναι πολύ σημαντική ώστε να εξασφαλιστούν οι μειωμένες θερμικές απώλειες το χειμώνα και τα μειωμένα ηλιακά κέρδη το καλοκαίρι. Επίσης ο χρήστης θα πρέπει να φροντίσει ώστε να υπάρχει κατάλληλος σκιασμός με πέργκολες, σκίαστρα και με τη χρήση φυλλοβόλων δέντρων σε κατάλληλη θέση, προς αποφυγή της υπερθέρμανσης του κτιρίου κατά τη θερινή περίοδο. Επίσης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν και κινητά συστήματα ηλιοπροστασίας όποτε χρειάζεται. Ένα άλλο στοιχείο που θα πρέπει να προσέξει ο χρήστης είναι ότι το κτίριο θα πρέπει να διαθέτει σύστημα εναλλαγής αέρα κατά τη διάρκεια της νύχτας τους θερινούς μήνες για να μπορεί η θερμοκρασία να μειώνεται στο εσωτερικό του σπιτιού και να διατηρείται σταθερή η θερμοκρασία καθ’ όλη τη

38

διάρκεια της ημέρας . Τα χρώματα που θα χρησιμοποιηθούν έχουν σημαντικό ρόλο στη διαδικασία της βιοκλιματικής δόμησης, διότι τα σκούρα χρώματα στο εξωτερικό απορροφούν την ηλιακή ακτινοβολία την οποία μεταδίδουν στο εσωτερικό του κτιρίου, ενώ τα ανοιχτά χρώματα αντανακλούν μεγάλο μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας και τη στέλνουν στο περιβάλλον, με αυτό τον τρόπο αποφεύγεται το φαινόμενο της υπερθέρμανσης. Τέλος είναι δεδομένο ότι ένα βιοκλιματικό κτίριο στοχεύει στην εξοικονόμηση ενέργειας και υπάρχουν πολλά βιολογικά, δομικά υλικά, φιλικά προς το περιβάλλον που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή του κτιρίου, καθώς και συσκευές που χρησιμοποιούνται και λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια, παρέχοντας ανακυκλώσιμο νερό στις τουαλέτες, τα καζανάκια διπλής ροής νερού, καθώς και βρύσες χρονικά ελεγχόμενες. Γενικά μια βιοκλιματική κατοικία δεν χρειάζεται πολύπλοκα συστήματα, αλλά περιβαλλοντικά ευαισθητοποιημένους ιδιοκτήτες.

ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ Βιοκλιματική Δόμηση ορίζουμε τη διαδικασία σχεδιασμού κτιρίων και οικισμών κατά την οποία ο μελετητής λαμβάνει υπόψη μια σειρά παραμέτρων, που ως στόχο έχουν την ορθολογική χρήση της ενέργειας με σκοπό την εξοικονόμησή της. Οι παράγοντες που λαμβάνονται υπόψη είναι το τοπικό κλίμα, ώστε να εξασφαλιστεί η οπτική και η θερμική άνεση χρησιμοποιώντας την ηλιακή ενέργεια, τα διάφορα φυσικά φαινόμενα του κλίματος, καθώς και άλλες περιβαλλοντικές παραμέτρους όπως η ηλιοφάνεια, η βλάστηση, ο άνεμος, η σχετική υγρασία, η θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα, αλλά και η σκίαση από άλλα κτίρια. Τα κύρια συστήματα του βιοκλιματικού σχεδιασμού είναι τα παθητικά, που ενσωματώνονται στα κτίρια και στοχεύουν στην αξιοποίηση των διαθέσιμων περιβαλλοντικών πηγών, ώστε να εξασφαλίσουν ψύξη, θέρμανση και φυσικό φωτισμό για κτίρια. Εφαρμόζοντας τις αρχές του βιοκλιματικού σχεδιασμού επιτυγχάνεται η εξοικονόμηση ενέργειας λόγω της βελτιωμένης προστασίας του κελύφους και της συμπεριφοράς των δομικών στοιχείων που οδηγεί στη μείωση των απωλειών, δημιουργούνται συνθήκες θερμικής άνεσης και ελαττώνονται οι απαιτήσεις σε θέρμανση, παράγεται θερμότητα μέσω ηλιακών συστημάτων άμεσου και έμμεσου κέρδους, κάτι που προκαλεί τη μείωση των αναγκών της κατοικίας σε θέρμανση καταφέρνοντας έτσι να καλύπτει τις ανάγκες του κτιρίου οικονομικότερα και χωρίς μεγάλες ενεργειακές απαιτήσεις . Επιπλέον επιτυγχάνεται η μερική διατήρηση της θερμοκρασίας του αέρα στο εσωτερικό στα ιδανικά επίπεδα, ανάλογα την εποχή, υψηλά το χειμώνα και χαμηλά το καλοκαίρι και έτσι δεν υπάρχει ανάγκη για προσάρτηση επιπλέον συστημάτων που βοηθούν στη διατήρηση των ιδανικών επιπέδων Τα οφέλη που προκύπτουν από τη χρήση της βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής χωρίζονται σε:

39

ενεργειακά (μέσω της εξοικονόμησης ενέργειας και της εξασφάλισης θερμικής και οπτικήςάνεσης),

οικονομικά (καθώς μειώνονται οι ανάγκες αλλά και το κόστος από την εγκατάστασηΗ/Μ),

περιβαλλοντικά (καθώς μειώνονται οι ρύποι, οι εκπομπές CO2 ) αλλά και

κοινωνικά καθώς βελτιώνεται η ποιότητα της ζωής. Χωροθέτηση του οικοπέδου: Ο σωστός προσανατολισμός των κτιρίων είναι προϋπόθεση για την αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας για τη θέρμανσή τους. Ο νότιος προσανατολισμός προσφέρει τις καλύτερες δυνατότητες. Εξασφαλίζει τις περισσότερες ώρες αποτελεσματικού ηλιασμού των κτιρίων το χειμώνα και ταυτόχρονα τη δυνατότητα σκιασμού τους το καλοκαίρι.

Το καλοκαίρι ο ήλιος ανατέλλει και δύει βορειότερα της Ανατολής και της Δύσης. Διαγράφει μεγάλη τροχιά. Κινείται πάλι προς την πλευρά του Νότου, αλλά ψηλά στο στερέωμα. Έτσι, οι νότιες όψεις μπορούν να σκιαστούν τελείως με μικρές οριζόντιες προεξοχές.

Τα περισσότερα ανοίγματα καλό είναι να βρίσκονται προς την νότια πλευρά του, προσφέροντας έτσι μεγαλύτερη ηλιακή ακτινοβολία το χειμώνα και λιγότερη το καλοκαίρι. Η εσωτερική διαρρύθμιση της κατοικίας διαμορφώνεται στο νότιο τμήμα της το καθιστικό, την κουζίνα και τα υπνοδωμάτια. Η βορινή πλευρά, αν δεν «κολλάει» σε κάποιο άλλο κτίριο,

40

καλό είναι να προστατεύεται από ψηλά δέντρα ή να δημιουργούνται σε αυτή κλειστοί χώροι στάθμευσης ή αποθήκες, ώστε να αποφεύγεται η απευθείας επαφή με τους ψυχρούς, βόρειους ανέμους. Γενικα ο προσανατολισμός χωρίζεται σε: α) Νότιο β) Ανατολικό- Δυτικό γ) Νοτιοανατολικό- Νοτιοδυτικό Όσον αφορά τον νότιο προσανατολισμό είναι σχεδόν απαραίτητα τα οριζόντια, σταθερά ή ακίνητα συστήματα σκίασης λόγω της υψηλής τροχιάς του ήλιου κατά την θερινή περίοδο. Το κρίσιμο σημείο είναι το πλάτος προεξοχής των περσίδων ώστε να εξασφαλίζεται ο θερινός σκιασμός των ανοιγμάτων και η διέλευση του ήλιου στο χώρο το χειμώνα. Για τον ανατολικό και δυτικό προσανατολισμό είναι προτιμότερο η σκίαση των ανοιγμάτων να γίνεται με κατακόρυφες περσίδες γιατί ο ήλιος βρίσκεται χαμηλά κοντά στον ορίζοντα. Τέλος όσον αφορά τον νοτιοανατολικό και τον νοτιοδυτικό προσανατολισμό είναι ιδανικός ο συνδυασμός τόσο των οριζόντιων όσο και των κατακόρυφων περσίδων, η οποία ορίζεται από το ύψος και το αζιμούθιο του ηλίου για τους θερινούς μήνες.Η μορφή που θα έχουν τα σκίαστρα , βασίζεται στους ηλιακούς χάρτες και στους μετρητές σκιασμού. Η επιλογή του ηλιακού χάρτη αντιστοιχεί στο γεωγραφικό πλάτος του τόπου. Για παράδειγμα στα οριζόντια σκίαστρα, χρησιμοποιείται η τομή ανοίγματος- υαλοστασίου κατά την οποία συνδέεται η απόληξη του σκιάστρου με το κατώφλι του παραθύρου, ορίζοντας την κατακόρυφη γωνία που σχηματίζεται προς την οριζόντια ευθεία η οποία προσφέρει σκίαση σε όλο το παράθυρο. Από την άλλη πλευρά στα κατακόρυφα σκίαστρα χρησιμοποιείται η κάτοψη του ανοίγματος και συνδέεται η απόληξη του σκιάστρου με τις αντίστοιχες παραστάδες του ανοίγματος με αποτέλεσμα να προκύπτουν γωνίες που προσφέρουν πλήρη κάλυψη του ανοίγματος. Αυτός ο τρόπος σκίασης έχει ως αποτέλεσμα τη διακοπή των χαμηλών τροχιών του ήλιου κατά την θερινή περίοδο. Τέλος το χρώμα και η υφή των εξωτερικών επιφανειών καθορίζουν την ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που απορροφάται τόσο από τους τοίχους όσο και από την οροφή , καθώς και την ποσότητα της θερμότητας που αποβάλλεται τη νύχτα στην ατμόσφαιρα ρυθμίζοντας τη θερμοκρασία της εξωτερικής επιφάνειας και της θερμοκρασιακές διακυμάνσεις. Αυτό αποδεικνύει πως είναι προτιμότερο να βάφονται οι επιφάνειες με ανοιχτά χρώματα ώστε να μην υπάρχει επιβάρυνση των χώρων της κατοικίας με αυξημένες θερμοκρασίες λόγω της εισερχόμενης θερμότητας μέσω αγωγής ή ακτινοβολίας από την οροφή. Στα θερμά κλίματα προτείνεται παράλληλα με το βάψιμο των επιφανειών με ανοιχτά χρώματα, η τοποθέτηση θερμομόνωσης με σκοπό να αποφευχθεί η υπερθέρμανση.

41

Φυσικός φωτισμός: Βασικός στόχος είναι η εκμετάλλευση του φυσικού φωτισμού την κατοικία ώστε να μειώνεται η χρήση τεχνητού φωτισμού. Η χρήση ανοιχτών χρωμάτων στα δωμάτια μειώνει την ανάγκη περισσότερο φωτισμού. Επιπλέον η αντικατάσταση των κοινών λαμπτήρων πυρακτώσεως με λαμπτήρες φθορισμού σε χώρους βοηθητικούς συνεισφέρει σε μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας. Φυσικός αερισμός: Ο αερισμός των κτιρίων είναι σημαντικός για την απομάκρυνση τόσο του θερμού αέρα όσο και της υγρασίας. Έτσι επιδιώκεται ο διαμπερής αερισμός με μικρά ανοίγματα προς την βόρεια πλευρά. Ανοίγματα στην οροφή, όπως οι καμινάδες, προκαλούν κατακόρυφο ρεύμα αέρα και είναι πολύ χρήσιμα. Ο δροσισμός της κατοικίας γίνεται όταν στην πορεία του αέρα συναντά μάζες με χαμηλότερη θερμοκρασία που τον ψύχουν.

Σκίαση Με τον όρο αυτό εννοούμε τον φυσικό σκιασμό, αυτόν δηλαδή που εξασφαλίζεται με την σκιά των φυλλοβόλων δέντρων και με την βλάστηση με τρόπο τέτοιο ώστε τα καλοκαίρια να μην περνάει το φως του ήλιου στο εσωτερικό του κτιρίου. Αυτό συμβαίνει διότι η βλάστηση περιορίζει την εξωτερική θερμοκρασία λόγω της ιδιότητας του φυλλώματος να απορροφά την θερμότητα που παράγεται από τον ήλιο. Η ηλιοπροστασία των ανοιγμάτων καθώς και η επιλογή του κατάλληλου συστήματος σκίασης σε μορφή, μέγεθος και θέση εξαρτάται από τον προσανατολισμό της όψης. Δηλαδή, η σκίαση των ανοιγμάτων είναι απαραίτητη στην εξωτερική πλευρά του κτιρίου με σκοπό την αποφυγή της διείσδυσης του ήλιου και της

42

υπερθέρμανσης του κτιριακού χώρου. Η κατάλληλη επιλογή του συστήματος ηλιοπροστασίας των ανοιγμάτων επιτυγχάνεται με την λήψη των βασικών κριτηρίων τα οποία είναι: α) Ο προσανατολισμός της όψης , β) Η αισθητική του κτιρίου, γ) Η μορφολογία των ανοιγμάτων, δ) Η χρήση του χώρου ανάλογα με το αν είναι κατοικία ή εργασιακός χώρος, ε) Το κόστος της κατασκευής, ως αρχική επένδυση και ως κόστος λειτουργίας.

Θερμομονωση

Οι θερμικές απώλειες προκαλούνται σε ένα κτίριο από τη μετάδοση της θερμότητας του αέρα ενός εσωτερικού χώρου προς την ατμόσφαιρα ή προς ψυχρότερους γειτονικούς χώρους ή/και αντίστροφα. Είναι γνωστό ότι, ανάμεσα σε δύο σώματα με διαφορετικές θερμοκρασίες, προκαλείται μία συνεχής ροή θερμότητας από το θερμότερο προς το ψυχρότερο, κάτι που συμβαίνει το χειμώνα από το εσωτερικό του κτιρίου προς τον εξωτερικό κρύο αέρα, αλλά και το καλοκαίρι, από τον εξωτερικό θερμό αέρα προς το δροσερότερο εσωτερικό του κτιρίου. Αυτή η ροή θερμότητας είναι αδύνατο να εμποδιστεί τελείως και μπορεί, μόνο, να περιοριστεί ως προς την ένταση και τη διάρκειά της. Αυτό γίνεται κατορθωτό με την θερμομόνωση του κτιρίου κτιρίου η οποία επιβραδύνει την ταχύτητα ανταλλαγής θερμότητας μέσα από τις επιφάνειες (τοίχους, στέγες, πατώματα, κουφώματα) που χωρίζουν περιοχές ή χώρους διαφορετικής θερμοκρασίας.

43

Πράσινες στέγες Η οροφή πρέπει να προστατεύει το κτίριο από την βροχή και την υγρασία, να έχει την απαραίτητη κλίση ώστε να απομακρύνονται τα νερά και να παρέχει θερμική προστασία. Μια αισθητικά ελκυστική λύση που συμβάλλει στην μόνωση της οροφής και συνεισφέρει σ’ ένα υγιές περιβάλλον είναι το «φυτεμένο δώμα» ή «πράσινη στέγη». Η φυσική σκιά των φυτών και το χώμα συμβάλλει στην μείωση της εξωτερικής θερμοκρασίας του δώματος, καθώς και στην ισόρροπη αστική διαβίωση (βιότοπος για πουλιά, πεταλούδες κ.ά.) Πράσινες στέγες: Μια μικρή ιστορική αναδρομή Οι πράσινες στέγες είναι κυριολεκτικά παλιές όσο κι άνθρωπος και χρησιμοποιούνταν πολύ πριν τη σύλληψη της ιδέας της βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής.

Ήδη από την αυγή της ανάπτυξης της αγροτικής κοινωνίας, στο πρώτο στάδιο του Πολιτισμού, γύρω στο 8.000 π.χ., οι άνθρωποι άρχισαν να εγκαταλείπουν τις σπηλιές και τα πρόχειρα καταφύγια και να εγκαθίστανται σε οικισμούς, οργανωμένοι σε ομάδες που είχαν ως βάση την εκτεταμένη οικογένεια. Οι οικισμοί αυτοί, που είχαν το μέγεθος και τη

δομή των σύγχρονων χωριών, χτίζονταν από υλικά που βρίσκονταν σε αφθονία στο φυσικό περιβάλλον, όπως το χώμα, με τη μορφή πυλού και οι φυτικές ύλες. Ιδιαίτερα οι φυτικές ύλες, είτε στη ζωντανή είτε στην αποξηραμένη μορφή τους (φυτά και άχυρο π.χ.), αποτελούσαν κυρίαρχα υλικά δόμησης καθώς προσέφεραν πολλαπλά οφέλη στη θερμομόνωση, τη στεγανοποίηση, τη σταθερότητα και την αισθητική αυτών των πρώτων κατοικιών. Από την αυγή του πολιτισμού η ανάπτυξη και η άνθηση των αγροτικών κοινωνιών μεταμόρφωσε τα πρώτα χωριά σε κωμοπόλεις πολλών χιλιάδων

Οι κρεμαστοί κήποι της Βαβυλώνας πιθανολογείται ότι αποτελούσαν μέρος των εξωτερικών τειχών της Βαβυλώνας. Εικάζεται ότι χτίστηκαν περίπου το 600 π. Χ. από το βασιλιά της δυναστείας των Βαβυλωνίων, Ναβουχοδονόσορ τον Β' για να ικανοποιηθεί η σύζυγός του Αμυίτις που νοσταλγούσε τα πράσινα βουνά της πατρίδας της Μηδίας.

44

κατοίκων, όπου η φύτευση των στεγών συνέχισε να είναι δημοφιλής με εξαιρετικά αποτελέσματα. Ένα από αυτά είναι "Οι Κρεμαστοί Κήποι της Βαβυλώνας", οι οποίοι μνημονεύονται μέχρι σήμερα ανάμεσα στα Επτά Θαύματα του αρχαίου κόσμου.

Κατά τη διάρκεια του Μεσαίωνα οι άνθρωποι εξακολούθησαν τις ίδιες πρακτικές δόμησης. Τα δείγματα κελτικής αρχιτεκτονικής, που βλέπουμε στα Χάιλαντς της Σκωτίας, την Ουαλία και την Ιρλανδία, μας δίνουν μια καλή εικόνα για

τη χρήση του φυτεμένου δώματος μέχρι και μετά την Αναγέννηση. Ένα από τα πλέον χαρακτηριστικά παραδείγματα της χρήσης φυτικών υλικών στις στέγες κατά τη διάρκεια της Ελισαβετιανής εποχής είναι οι κατοικίες του Σαίξπηρ και της συζύγου του, Αν Χάθαγουεϊ, στο Στάτφορντ. Και τα δύο κτήρια, που χρονολογούνται από τα μέσα του 1.500 μ.Χ. και βρίσκονται σε άψογη κατάσταση, είναι επισκέψιμα προσφέροντάς μας μια καθαρή εικόνα της αρχιτεκτονικής της εκείνης της περιόδου.

Στη σύγχρονη εποχή Η βιομηχανική επανάσταση και όλο το δεύτερο στάδιο της εξέλιξης του ανθρώπινου πολιτισμού, επέφεραν θεμελιώδεις αλλαγές στον τρόπο ζωής σε όλο τον πλανήτη. Μια από τις πιο χαρακτηριστικές αλλαγές ανάμεσα τους ήταν η ανάπτυξη των μεγάλων πόλεων που εξυπηρετούσαν τον αστικοποιημένο νέο τρόπο ζωής, και ειδικότερα τη διαμόρφωση μονάδων παραγωγής (εργοστασίων) και αγορών για την πώληση των προϊόντων της βιομηχανίας. Τα εργοστάσια και οι αγορές χρειάζονταν εργάτες και καταναλωτές, οι οποίοι συγκεντρώνονταν σε αστικά κέντρα τα οποία είχαν τη μορφή σύγχρονων

Κατοικία του 18ου αι. κατασκευασμένη με τον παραδοσιακό τρόπο στα νησιά Φερόες, ένα σύμπλεγμα 18 νησιών στο βόρειο Ατλαντικό Ωκεανό ανάμεσα στην Σκωτία, τη Νορβηγία και την Ισλανδία.

Ενδεικτικό παράδειγμα ισλανδικής αρχιτεκτονικής αποτελεί η εκκλησία στην πόλη Vidimyri (1834). Είναι κατασκευασμένη από ξύλο και χορτάρι και αποτελεί την μια από τις 6 που έχουν σωθεί σε ολόκληρη την Ισλανδία.

45

πόλεων. Η μαζική παραγωγή και η ευρεία κατανάλωση έφεραν μαζί τους την δυνατότητα και την αναγκαιότητα για την ανάπτυξη των μεγάλων αστικών κέντρων σε ευρεία κλίμακα. Νέα υλικά - νέα προβλήματα

Συνεπώς, οι παραδοσιακές μέθοδοι δόμησης και τα παραδοσιακά υλικά αντικαταστάθηκαν από βιομηχανικές μεθόδους και υλικά. Η επεξεργασία των υλικών έγινε εφικτή και θεμιτή κι έτσι τα φυσικά δομικά υλικά εγκαταλείφθηκαν και αντικαταστάθηκαν από τούβλα, κεραμίδια, τσιμέντο και ατσάλι. Το

αποτέλεσμα είναι εμφανές από τη Νέα Υόρκη μέχρι την Καλκούτα και από το Ρέικιαβικ μέχρι το Γιοχάνεσμπουργκ. Παράλληλα, η ανάπτυξη των σύγχρονων αστικών κέντρων έφερε μαζί της ένα πλήθος σοβαρών προβλημάτων. Τα νέα υλικά και οι νέες μέθοδοι δόμησης σε συνδυασμό με την βιομηχανική και καταναλωτική δραστηριότητα για την εξυπηρέτηση των βιομηχανικών και καταναλωτικών αναγκών συγκρούονται με τις ανάγκες ισορροπίας της βιόσφαιρας σε πολλά επίπεδα. Έτσι, οι βιομηχανικές δραστηριότητες, ο υλικός καταναλωτισμός, τα υλικά και οι μέθοδοι δόμησης έχουν φέρει πλέον την ανθρωπότητα του 21ου αιώνα αντιμετωπίσαμε την υποβάθμιση τόσο της βιόσφαιρας, όσο και πολλών από τους μηχανισμούς υποστήριξης της ζωής από τους οποίους εξαρτόμαστε και οι οποίοι απειλούνται. Οι προκλήσεις που καλούνται να αντιμετωπίσουν οι σύγχρονες πόλεις μπορούν να επικεντρωθούν στη δημιουργία των θερμικών νησίδων, στην υπερχείλιση των όμβριων υδάτων (νερών της βροχής), στην ανησυχητική εξάπλωση σοβαρών σωματικών, ψυχικών και νευρικών παθήσεων με μορφή επιδημίας, στην απώλεια του φυσικού τοπίου ως καταφύγιο της πανίδας, στον περιορισμό της βιοποικιλότητας κ.α. Όλα αυτά είναι σημαντικά ζητήματα που καλείται να λύσει η σύγχρονη επιστημονική κοινότητα. Επιστροφή στις φυσικές λύσεις

Οι ταρατσόκηποι πέρα από τα πλεονεκτήματα που προσφέρουν στο μικροκλίμα του σπιτιού αποτελούν και ένα όμορφο χώρο αναψυχής για τους ενοίκους.

46

Το πρόβλημα έγινε ιδιαίτερα επιτακτικό για τους πολεοδόμους του Δυτικού πολιτισμού στη δεκαετία του 1960 με αποτέλεσμα την ανανέωση του ενδιαφέροντος για τις παραδοσιακές οικιστικές μεθόδους και υλικά. Η αναγκαιότητα για την εύρεση μιας βιώσιμης λύσης στον σχεδιασμό και την κατασκευή των κτιρίων, οδήγησε στη δημιουργία της βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής. Οι πολεοδόμοι που ανταποκρίθηκαν πρώτοι προέρχονταν από τη Γερμανία και την Ελβετία. Ως αποτέλεσμα ήταν η αναζωπύρωση του ενδιαφέροντος για τις φυτεμένες στέγες και στις δύο χώρες. Οι αρχικές προσπάθειες για πράσινες στέγες στη Γερμανία απέτυχαν για ένα πλήθος λόγων. Ένας από αυτούς ήταν η ακατάλληλη στεγανοποίηση, που δημιούργησε μια επιφύλαξη για τις φυτεμένες στέγες. Οι Γερμανοί πολεοδόμοι αντιμετώπισαν την πρόκληση με την εγκαθίδρυση της Εταιρείας Έρευνας, Ανάπτυξης και Κατασκευής Γερμανικών Τοπίων το 1975 (German Landscape Research, Development and Construction Society - FLL). H FLL είναι ένας ανεξάρτητος μη-κερδοσκοπικός οργανισμός. Ιδρύθηκε από οκτώ επαγγελματικές ενώσεις για "τη βελτίωση των περιβαλλοντικών συνθηκών μέσω της προώθησης και της διάδοσης της έρευνας πάνω στα φυτά και της μεθοδευμένης εφαρμογής της". Η FLL είναι μόνο μία από τις σαράντα επιτροπές που έχουν δημοσιεύσει μια εκτεταμένη λίστα οδηγιών και συμβουλών κατασκευής. Η συγκεκριμένη εταιρία εργάζεται πάνω στις προδιαγραφές της τεχνολογίας των πράσινων στεγών για 25 χρόνια. Οι "Οδηγίες για τον Σχεδιασμό, την Εκτέλεση και τη Συντήρηση των Κτηρίων με Πράσινες Στέγες", που εξέδωσαν (γνωστών και ως FLL guidelines) αντανακλά τις τελευταίες εξελίξεις στην αναγνωρισμένη ως κορυφαία, γερμανική τεχνολογία. Παρότι, οι Οδηγίες δεν προσφέρουν λύσεις σε όλα τα προβλήματα των φυτεμένων δωμάτων, είναι ένα βασικό εργαλείο για την κατασκευή αξιόπιστων πράσινων στεγών υψηλής ποιότητας. Άμεσο αποτέλεσμα της δημιουργία της FLL ήταν η ανάπτυξη της δημοτικότητας των πράσινων στεγών στη Γερμανία. Μέχρι στιγμής, εκτιμάται ότι το 10% των γερμανικών στεγών (35.000.000 τμ.) έχουν πρασινίσει. Στη Γερμανία η φύτευση δωμάτων χρησιμοποιείται κυρίως ως μέθοδος για την αντιμετώπιση της υπερχείλισης των όμβριων υδάτων, γι' αυτό και έχουν εφαρμοστεί νόμοι που προσφέρουν κίνητρα, αλλά και ποινές για να ενθαρρύνουν τη φύτευση των στεγών σε μεγάλη κλίμακα. Η Ελληνική πραγματικότητα Στην Ελλάδα η εφαρμογή των πράσινων στεγών άρχισε να διαδίδεται μόλις την τελευταία δεκαετία, καθώς τα υφιστάμενα συστήματα που χρησιμοποιούνταν στο εξωτερικό δεν ήταν κατάλληλα για τα δεδομένα των κτιρίων και του κλίματος της χώρας μας. Ανάμεσα στις κύριες προκλήσεις που έπρεπε να αντιμετωπιστούν ήταν η δημιουργία ενός εξειδικευμένου συστήματος με χαμηλό στατικό φορτίο, ώστε να προσφέρει ασφάλεια στην περίπτωση σεισμού, με χαμηλές ανάγκες άρδευσης, ώστε να είναι βιώσιμο και

47

οικονομικά συμφέρον και με φυτά ανθεκτικά στις ακραίες κλιματολογικές συνθήκες που μπορεί να κυμαίνονται από τον καύσωνα μέχρι τον παγετό στην ίδια περιοχή. Ωστόσο, μετά από αρκετές προσπάθειες, υπάρχουν πλέον μερικές εταιρίες που έχουν καταφέρει να διαμορφώσουν κάποια συστήματα απόλυτα ικανοποιητικά για ελληνικά κτίρια προσφέροντας ταυτόχρονα ένα λειτουργικά και αισθητικά άριστο αποτέλεσμα.

Εκμετάλλευση της ηλιακής θερμικής ενέργειας: Δύο τρόποι που έχουν εφαρμοστεί σε αρκετά είναι το θερμοκήπιο και ο τοίχος Trombe. Α)Θερμοκήπιο: Πολύ σημαντική είναι η τοποθέτηση στην κατοικία του θερμοκηπίου με νότιο προσανατολισμό και χρησιμοποιείται για να συλλέγει τη ζέστη και να την αποδίδει στο υπόλοιπο σπίτι με το άνοιγμα εσωτερικών παραθύρων όταν αυτό είναι απαραίτητο. Β)Τοίχος Trombe: Πρόκειται για εξωτερικό τοίχο από μπετόν πάχους 30-40 εκ.. με θυρίδες αερισμού, στην εξωτερική πλευρά του οποίου έχει τοποθετηθεί τζαμαρία για τη συλλογή της ηλιακής ακτινοβολίας. Κατά τη διάρκεια της ημέρας ο ήλιος θερμαίνει τον αέρα που βρίσκεται μεταξύ της τζαμαρίας και του τοίχου. Ανοίγοντας τις θυρίδες στο πίσω μέρος του τοίχου επιτρέπουμε στον αέρα που βρίσκεται στο κενό να εισέρχεται στο σπίτι και να το ζεσταίνει. Το καλοκαίρι, τον σκιάζουμε συνεχώς και έχουμε ανοιχτές μόνο τις θυρίδες της γυάλινης επιφάνειας. Εκμετάλλευση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας: Είναι πολύ σημαντικό ένα βιοκλιματικό σπίτι να είναι ενεργειακά αυτόνομο. Για να το πετύχουμε αυτό εκμεταλλευόμαστε τις ακόλουθες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: Α)Θερμικοί ηλιακοί συλλέκτες. Οι θερμικοί ηλιακοί συλλέκτες χρησιμοποιούνται για την πλήρη κάλυψη των αναγκών του κτιρίου σε θέρμανση, κλιματισμό και παραγωγή ζεστού νερού. Β)Φωτοβολταϊκοί συλλέκτες: Οι φωτοβολταϊκοί συλλέκτες καλύπτουν τις ανάγκες της κατοικίας σε ηλεκτρικό ρεύμα. Γ) Γεωθερμική ενέργεια: Η γεωθερμική ενέργεια εκμεταλλεύεται τη σταθερή θερμοκρασία του υπεδάφους για τη θέρμανση και τον κλιματισμό του κτιρίου. Συστήματα κομποστοποίησης:

48

Συλλογή και συμπίεση πράσινων απορριμμάτων. Το κομπόστ είναι φυτικό λίπασμα. Παράγεται από την αποσύνθεση των οργανικών υλικών όπως φύλλα, κλαδιά, φρούτα, λαχανικά και άλλα υπολείμματα κουζίνας. Χρήση συλλέκτη όμβριων υδάτων: Εδώ μπορεί να γίνει συλλογή νερού που αργότερα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το πότισμα των φυτών (κήπος). Εφαρμογή σωστών οικολογικών χρωματων Τα πιο ανοιχτά χρώματα αντανακλούν την ηλιακή ενέργεια, οπότε είναι καλύτερα να το προτιμούμε. Συστήματα γεωθερμίας για θέρμανση ή ψύξη Η αρχή του θερμικού κλιματισμού βασίζεται στο γεγονός ότι λίγα μέτρα πιο κάτω από την επιφάνεια της γης η θερμοκρασία του εδάφους είναι σταθερή στους 18-20 βαθμούς Κελσίου. Αν συνεπώς εκμεταλλευτούμε τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του υπεδάφους και της επιφάνειας, μπορούμε να θερμάνουμε χώρους το χειμώνα και να τους ψύχουμε το καλοκαίρι. Αυτό γίνεται με τη χρήση μιας γεωθερμικής αντλίας θερμότητας.

ΠΑΘΗΤΙΚΑ ΗΛΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ορίζουμε παθητικά ηλιακά συστήματα τα συστήματα που χρησιμοποιούνται με σκοπό να αξιοποιηθούν οι φυσικές πηγές όπως για παράδειγμα είναι ο ήλιος ή ο αέρας. Τα συστήματα αυτά εκμεταλλεύονται την ηλιακή ενέργεια ώστε να εξασφαλίσουν την θέρμανση, την ψύξη, την παροχή φυσικού φωτισμού χωρίς τη χρήση τεχνικών μέσων. Ο τρόπος λειτουργίας τους βασίζεται στην ανταλλαγή ενέργειας με το περιβάλλον και περιλαμβάνει την αποθήκευση καθώς και την διανομή της ενέργειας σε όλο το σπίτι. Η χρήση τους θεωρείται εξαιρετικά σημαντική. Επίσης με τον όρο παθητικά ηλιακά συστήματα εννοούμε τα συστήματα που τώρα με βοήθεια ένα μηχανικό σύστημα μικρής κατανάλωσης βελτιώνουν τη θερμική άνεση κάνοντας τη μεγαλύτερη δυνατή εξοικονόμηση ενέργειας για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τέλος τα παθητικά ηλιακά συστήματα προσαρτώνται σε όψεις του κτιρίου με προσανατολισμό προς το νότο. Μορφές Παθητικών Ηλιακών Συστημάτων Ορισμένα παραδείγματα παθητικών ηλιακών συστημάτων είναι το θερμοκήπιο, ο αεριζόμενος τοίχος trombe, το ηλιακό αίθριο το θερμοσιφωνικό πάνελ και το άμεσο ηλιακό κέρδος από τα ανοίγματα με προσανατολισμό προς το νότο. Διακρίνονται για την ευκολία τους κατά την εφαρμογή τους, είναι οικονομικά, με συμβατικά υλικά και με αρκετά ενεργειακά οφέλη. Εκτός από αυτό το είδος ηλιακών συστημάτων υπάρχουν και τα πιο σύνθετα όπως οι αεριοσυλλέκτες οι οποίοι θέλουν εξειδίκευση σχετικά με τις διαστάσεις και με το δίκτυο σωληνώσεων και οι οποίοι ενσωματώνονται σε δάπεδα ή οροφές

49

με στόχο τη μεταφορά της θερμότητας που είναι συγκεντρωμένη σε απομακρυσμένους χώρους του σπιτιού. Τα φωτοβολταικά, τα παθητικά ηλιακά συστήματα και τα θερμοσιφωνικά πάνελ είναι δοκιμασμένες και αποτελεσματικές λύσεις που για την εφαρμογή τους χρειάζονται ειδικές γνώσεις, προσεγμένη κατασκευή και σωστή εκτίμηση των απαιτούμενων φορτίων. Παθητικά Ηλιακά Συστήματα Θέρμανσης Παθητικά ηλιακά συστήματα θέρμανσης ονομάζουμε τα δομικά στοιχεία του κτιρίου τα οποία συλλέγουν την ηλιακή ενέργεια, την αποθηκεύουν με τη μορφή θερμότητας και τη διανέμουν σε όλο το χώρο του σπιτιού. Αυτά τα συστήματα διακρίνονται σε: α)Συστήματα άμεσου κέρδους β)Συστήματα έμμεσου κέρδους γ)Συστήματα απομονωμένου κέρδους και δ)Συστήματα διπλού κέρδους Συστήματα Άμεσου Ηλιακού Κέρδους Ένα από τα πιο γνωστά συστήματα ηλιακού κέρδους είναι η αξιοποίηση του προσανατολισμού και των παραθύρων. Ο απαιτούμενος προσανατολισμός θεωρείται ο νότιος γιατί σκοπός είναι η ύπαρξη της ηλιακής ακτινοβολίας με μικρή γωνία στα ανοίγματα κατά μεγάλο ποσοστό στη διάρκεια της ημέρας την χειμερινή περίοδο. Για την επίτευξη του στόχου αυτού είναι αναγκαία η ύπαρξη κατάλληλης θερμομόνωσης αλλά και η προσάρτηση διπλών υαλοπινάκων ώστε να αξιοποιείται η απαιτούμενη θερμική προστασία και η εξίσου απαιτούμενη θερμική μάζα κάνοντας χρήση των κατάλληλων υλικών θερμοχωρητικότητας που συγκρατεί και δίνει θερμότητα στο χώρο με τρόπο τέτοιο διατηρώντας σταθερή την θερμοκρασία όλη την μέρα. Όσον αφορά την θερμική μάζα εμφανίζεται είτε με την μόνωση των τοίχων είτε ως ένα πάτωμα συμπαγές με μόνωση κάτω από το δάπεδο γνωστή ως υποδαπέδια μόνωση. Τότε η ηλιακή ενέργεια αποθηκεύεται κατευθείαν στη θερμική μάζα με αποτέλεσμα να επιτυγχάνονται μεταπτώσεις στη θερμοκρασία των κατώτερων στρωμάτων του αέρα. Έτσι η θερμότητα συγκρατείται όλο το εικοσιτετράωρο και επανεκπέμπεται καθ’ όλη τη διάρκεια της νύχτας. Όμως κατά την θερινή περίοδο τα παθητικά ηλιακά συστήματα είναι απαραίτητο να δουλεύουν ταυτόχρονα με την εφαρμογή τεχνικών μέσων ηλιοπροστασίας και αερισμού. Ένα τέτοιο σύστημα είναι η ύπαρξη μιας μεγάλης επιφάνειας με νότιο προσανατολισμό με τζάμι, θερμική μάζα, η οποία είναι τοποθετημένη είτε στην οροφή, είτε στο δάπεδο, είτε στους τοίχους. Η έκταση και η χωρητικότητά τους πρέπει να είναι τέτοιου είδους που να είναι σε άμεση επαφή με τον ήλιο ώστε να μπορεί να αποθηκεύεται θερμότητα. Για αυτόν το λόγο ιδανική κατασκευαστική παρέμβαση είναι η

50

τοποθέτηση διπλού τζαμιού σε κατακόρυφη επιφάνεια και πάλι με νότιο προσανατολισμό με στόχο τη αποθήκευση της μέγιστης δυνατής ηλιακής ακτινοβολίας και μειώνοντας παράλληλα τα ηλιακά κέρδη κατά την περίοδο του καλοκαιριού και γι’ αυτό το λόγο συνιστάται η τοποθέτηση κινητής μόνωσης στο τζάμι. Σε πολλά κτίρια παρατηρείται έλλειψη θερμικής αποθήκευσης και ψύξης. Σημαντική επίσης για την σωστή λειτουργία και για την μέγιστη απόδοση του συστήματος άμεσου κέρδους είναι η επιλογή και ο έλεγχος του συστήματος θέρμανσης. Ρόλος της μόνωσης είναι η προστασία της θερμικής μάζας από τις εξωτερικές επιδράσεις του κλίματος. Για να είναι αποτελεσματικότερη η λειτουργία των συστημάτων άμεσου κέρδους αλλά και των υπόλοιπων παθητικών συστημάτων είναι αναγκαίο να γίνονται συχνοί έλεγχοι διότι τα μεγάλα παράθυρα που χρησιμοποιούνται είναι πιθανό να δημιουργήσουν προβλήματα διαβίωσης καθώς και στον τρόπο με τον οποίο διανέμεται η ηλιακή ακτινοβολία στο χώρο του κτιρίου. Γι’ αυτό λοιπόν θα πρέπει πρώτα απ’ όλα να τοποθετηθούν τα απαραίτητα συστήματα θερμικής μάζας τα οποία θα απορροφούν την παραπάνω ενέργεια και με σκοπό να διατηρεί τα επίπεδα άνεσης στο εσωτερικό του κτιρίου. Έκτος από τη ομαλή λειτουργιά αυτών των συστημάτων εμφανίζονται και κάποια προβλήματα όπως αυτά της υπερθέρμανσης και της υπερθέρμανσης και της απώλειας της αναγκαίας θερμότητας. Στην πρώτη περίπτωση απαιτούνται συστήματα σκίασης για τα τζάμια του νότιου προσανατολισμού και προστεγάσματα για τα νότια κατακόρυφα τζάμια καθώς κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού ο ήλιος βρίσκεται σε υψηλά επίπεδα. Επίσης άλλοι τρόποι αντιμετώπισης των προβλημάτων αυτών είναι οι οπές αερισμού και τα συστήματα εξαγωγής που συμβάλλουν στη διατήρηση της θερμοκρασίας των εσωτερικών χώρων και το δροσισμό τους. Τέλος η κινητή μόνωση βοηθά στην αποφυγή της υπερθέρμανσης. Όσον αφορά την απώλεια θερμότητας είναι απαραίτητο να μονώνονται επαρκώς με κουρτίνες, παντζούρια, κινητά πλαίσια τα υαλοστάσια. Με αυτούς τους τρόπους μπορούν να αντιμετωπιστούν τα σοβαρά αυτά προβλήματα. Τα πλεονεκτήματα των συστημάτων άμεσου κέρδους συνοψίζονται παρακάτω: α)Απλή κατασκευή και χρήση β) Η συμβολή τους δεν περιορίζεται μόνο στην απορρόφηση θερμότητας και στη διάθεση της στο χώρο αλλά και στη είσοδο φυσικού φωτισμού για μεγάλο χρονικό διάστημα στη διάρκεια της μέρας και γ) Οπτική άνεση B. Συστήματα Έμμεσου Ηλιακού Κέρδους

51

Τα συστήματα έμμεσου ηλιακού κέρδους είναι υπεύθυνα για τις διαδικασίες συλλογής, συσσώρευσης και διανομής της θερμότητας σε ένα μέρος του περιβλήματος του κτιρίου που καλύπτει τους χώρους του σπιτιού. Αποτελούνται από τις εξής κατηγορίες: α) Στους ηλιακούς τοίχους, που αποτελούνται από τοιχοποιίες σε συνδυασμό με υαλοστάσιο, το οποίο είναι εφαρμοσμένο στο εξωτερικό και το οποίο έχει απόσταση 5-15 cm. β) Στα θερμοκήπια, τα οποία είναι κλειστοί χώροι που άλλοτε προσαρτώνται και άλλοτε προσαρμόζονται στα νότια τμήματα του εξωτερικού περιβλήματος του κτιρίου και καλύπτονται από υαλοστάσια και γ)Στα ηλιακά αίθρια, που αποτελούν αιθριακούς χώρους της κατοικίας οι οποίοι περιβάλλονται από υαλοστάσια και λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο που λειτουργούν και τα θερμοκήπια. Γ. Συστήματα Απομονωμένου Κέρδους Σε αυτού του είδους τα συστήματα η αποθήκευση της ηλιακής ακτινοβολίας γίνεται σε χώρους μακριά από το κατοικημένο χώρο, η οποία επιτυγχάνεται με τη μεταφορά ενέργειας από τον συλλέκτη στους εσωτερικούς χώρους του σπιτιού ή στο σύστημα συσσώρευσης και στη συνέχεια στο εσωτερικό της κατοικίας με μεταφορά ή ακτινοβολία. Μια από τις βασικές μορφές μεταφοράς ενέργειας από τον συλλέκτη είναι ο θερμοσιφωνικός βρόγχος. Η διαδικασία του έχει ως εξής: α) Ο αέρας θερμαίνεται στο συλλέκτη , γίνεται πιο ελαφρύς με αποτέλεσμα να ανέρχεται, μεταθέτοντας έτσι τον ψυχρότερο αέρα στα κατώτερα επίπεδα. β) Στη συνέχεια ο θερμότερος αέρας μεταφέρει την ενέργειά του στο εσωτερικό του σπιτιού ή στο απομακρυσμένο σύστημα συσσώρευσης και τέλος γ)κατεβαίνει στο κάτω μέρος του συλλέκτη κι αυτή η κυκλική διαδικασία συνεχίζει όσο χρόνο ο συλλέκτης είναι αρκετά θερμός. Τέλος τα απομονωμένα συστήματα χρησιμοποιούνται κατά την ανακαίνιση μιας κατοικίας. Δ. Συστήματα Διπλού Κέρδους Με τον όρο διπλό κέρδος αναφερόμαστε σε κατοικίες που συνδυάζουν διάφορα παθητικά συστήματα και κερδίζουν οφέλη από όλα. Ένα από τα πολλά παραδείγματα τέτοιον συστημάτων είναι η κατασκευή συστήματος που συνδυάζει έμμεσο και άμεσο κέρδος ταυτόχρονα. Το σύστημα αυτό διευκολύνει τη μετάδοση ακτινοβολίας και την ανάκτηση θερμότητας η οποία αποθηκεύεται στο σύστημα έμμεσα.

52

ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΟΜΑΔΩΝ Α. Oι ομάδες παρουσίασαν τις εργασίες τους στην ολομέλεια.

Β. Tη Δευτέρα 28 Νοέμβριου 2011 όλες οι ομάδες παρακολούθησαν την ημερίδα που οργάνωσε ο Δήμος Βύρωνα με θέμα «Green city-Πράσινη πόλη», οι ομιλίες που παρακολούθησαν είχαν θέματα : « Ακτινοβολίες και περιβάλλον», « πράσινη χημεία», « ελληνικό πλανητικό περιβάλλον», « βιοκλιματική κατοικία», « ήπιες μορφές ενέργειας», «Workshop με θέμα το Green-City» Γ. Tην Πέμπτη 15 Δεκεμβρίου 2011 όλες οι ομάδες επισκέφτηκαν την τεχνική υπηρεσία του δήμου Βύρωνα όπου οι υπεύθυνοι μηχανικοί μίλησαν 1) για την κατασκευή του έργου « ΓΥΜΝΑΣΙΟ (15/Θ) & ΚΛΕΙΣΤΟ ΓΥΜΝΑΣΤΗΡΙΟ – Α.Π.Χ. ΚΑΡΕΑ» το οποιο υλοποιείται με βιοκλιματικές και ενεργειακές εφαρμογές

53

ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΟ ΚΤΙΡΙΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΚΑΙ ΚΛΕΙΣΤΟΥ ΓΥΜΝΑΣΤΗΡΙΟΥ ΚΑΡΕΑ Έπειτα από επίσκεψή μας στο κτίριο τεχνικών υπηρεσιών στο Δήμο Βύρωνα ενημερωθήκαμε σχετικά με την υλοποίηση των δύο Βιοκλιματικού σχεδιασμού κτιρίων στην περιοχή του Καρέα. Η κτήση των δύο κτιρίων έχει ως στόχους:

1)την μείωση κατανάλωσης ενέργειας 2)την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με φιλικούς προς το περιβάλλον τρόπους 3)την βελτίωση του επιπέδου θερμικής άνεσης 4)την εξοικονόμηση υδάτινων πόρων, κα. Σύμφωνα με τα σχέδια και τις μελέτες στα δύο νέα κτήρια θα περιλαμβάνονται οι παρακάτω εφαρμογές: 1)Εξωτερικές Περσίδες , Στέγαστρα ,κα για ηλιοπροστασία και σκίαση τους θερινούς μήνες

2)Θερμοδυναμικοί συλλέκτες για τη θέρμανση του Γυμνασίου για μείωση κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας και ρυπογόνων καυσίμων 3)Φεγγίτες για φυσικό δροσισμό και αερισμό 4)Φωτοβολταϊκα συστήματα για παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος 5)Συλλογή ομβρίων υδάτων (δεξαμενή) και αυτοματισμοί (βαλβίδες) στα λουτρά, κλπ για εξοικονόμηση νερού 6)Αυτοματισμοί ηλεκτρικών εγκαταστάσεων , κεντρικός έλεγχος φωτισμού , κλπ (έξυπνα κτίρια) για μείωση κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας 7)Υψηλή αειθαλής φύτευση 8)Εξαερισμός με αισθητήρες CO2 μείωση κατανάλωσης ηλεκτρικής Ενέργειας 9)Ισχυρή μόνωση για μείωση θερμικών απωλειών 10)Ξύλινες κατασκευές (Στέγη Γυμναστηρίου) 11)Χωροθέτηση προσανατολισμός 12)Εξοπλισμός για συμμετοχή στο ολοκληρωμένο πρόγραμμα ανακύκλωσης του Δήμου Βύρωνα – συλλογή σ διακριτούς κάδους για χαρτί , αλουμίνιο , πλαστικό και γυαλί 13)Χρήση υλικών φιλικών προς το περιβάλλον και τους χρήστες του έργου (οικολογικά υλικά) Επίσης ενημερωθήκαμε για την πράσινη διαδρομή που πρόκειται να κατασκευαστεί στο Δήμο Βύρωνα.

54

Περισσότερα από 4 χιλιόμετρα «πράσινης διαδρομής» σχεδιάζει να δημιουργήσει στον Βύρωνα της Αττικής η δημοτική αρχή σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο Αθηνών. Πρόκειται για τη «μεγαλύτερη πράσινη διαδρομή της Ευρώπης», που αναμορφώνει το 10% της συνολικής έκτασης του Δήμου (102.800 τ.μ.) κι ενώνει τις παρυφές του Παγκρατίου με τον Υμηττό. Το έργο φιλοδοξεί να δώσει «ανάσα» στους κατοίκους, περιορίζοντας ταυτόχρονα τη δυσφορία από τις πολύ υψηλές θερμοκρασίες της καλοκαιρινής περιόδου.

55

ΣΧΟΛΙΑ ΚΑΙ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ ΚΤΙΡΙΟ ΤΟΥ ΣΧΟΛΕΙΟΥ ΜΑΣ

Δυστυχώς το σχολείο μας δεν είναι βιοκλιματικό. Καταρχάς ο τρόπος κατασκευής του δεν ευνοεί την προσαρμογή του σχολείου στο τοπικό κλίμα και το φυσικό περιβάλλον. Το αποτέλεσμα είναι ότι δεν αξιοποιούνται θετικές περιβαλλοντικές παράμετροι, ώστε καθολη τη διάρκεια της χρονιάς να ελαχιστοποιούνται οι ενεργειακές του ανάγκες. Ένα σωστά δομημένο σχολείο πρέπει να «κοιτάζει» προς το νότο πράγμα το οποίο δεν συμβαίνει. Συνεπώς δεν ικανοποιούνται ούτε οι βασικότερες περιβαλλοντικές παράμετροι, όπως για παράδειγμα η ηλιακή ενέργεια που θα μπορούσε να βοηθήσει στη θέρμανση των τάξεων κατά τη διάρκεια του χειμώνα αλλά χρησιμοποιούνται συσκευές που είναι σε αρκετές περιπτώσεις επιβλαβείς για το περιβάλλον. Έτσι , από τη μια το χειμώνα επικρατεί τσουχτερό κρύο στις αίθουσες, διότι οι περισσότερες από αυτές δεν αντικρίζουν τις ακτίνες του ήλιου, και από την άλλη το καλοκαίρι επικρατεί ανυπόφορη ζέστη. Γενικότερα το πρόβλημα είναι ότι δεν αξιοποιούνται οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, με χαρακτηριστικό παράδειγμα την ηλιακή ενέργεια. Από το σχολείο μας απουσιάζουν χαρακτηριστικά δομής ηλιακού κτιρίου όπως η θερμομόνωση, η οποία θα μπορούσε να επιτευχτεί μερικώς με τοποθέτηση νέων κουφωμάτων, με ηλιοπροστασια και σκίαση των ανοιγμάτων. Eπισης όσον αφορά τον παθητικό δροσισμό δεν υπάρχει σκιασμός των ανοιγμάτων ούτε εξατμιτικος δροσισμος και χρηση βλαστησης με καταλληλα δεντρα. Ακομα δεν υπάρχει επαρκής φυσικός φωτισμός και χρησιμοποιούνται φώτα ακόμα και τις πρωινές ώρες. Τέλος στο προαύλιο θα μπορούσε να υπάρχουν περιμετρικά αειθαλή δένδρα που θα βοηθούσαν τόσο στη σκίαση του κατά τους καλοκαιρινούς μήνες όσο και στη δημιουργία φράγματος ήχου. Σίγουρα αυτή η κατάσταση δεν είναι ευχάριστη για κανένα. Ούτε για τους καθηγητές

μας που αξίζουν έναν καλύτερο χώρο εργασίας αλλά κυρίως για τους μαθητές που περνούν καθημερινά πολλές ώρες στο χώρο αυτό. Λύση μονόδρομος , λοιπόν, φαίνεται να αποτελεί η δραστηριοποίηση καθηγητών, μαθητών αλλά και του συλλόγου γονέων. Μια καλή λύση θα ήταν η αντικατάσταση των υπαρχόντων κουφωμάτων με καινούργια που να εφαρμόζουν καλά και με διπλά τζάμια. Επίσης μια καλή θερμομόνωση της

56

οροφής θα έδινε θερμική άνεση στο κτίριο τόσο το χειμώνα όσο και το καλοκαίρι. Τέλος για την αντιμετώπιση του κρύου του χειμώνα θα βοηθούσε ο σωστότερος προγραμματισμός χρήσης του καλοριφέρ ενώ η κατάσταση ανεμιστήρων στις τάξεις θα βοηθούσε στην αντιμετώπιση του καύσωνα κατά τους θερινούς μήνες. Η πραγματοποίηση όλων αυτών των σχεδίων έχει οικονομικό κόστος. Το κόστος αυτό όμως θα μπορούσε να καλυφτεί μέσα σε λίγα χρόνια με την εξοικονόμηση ενέργειας για τη θέρμανση και την ψύξη του κτιρίου. Βεβαία όλα τα παραπάνω απαιτούν θέληση, συνεργασία και καθολική συνεισφορά. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Χεγκάζι Κατερίνα, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, τμήμα μηχανολόγων μηχανικών, διπλωματική εργασία, με θέμα τη Βιοκλιματική Δόμηση & Βιώσιμη Ανάπτυξη, Επιβλέπων Καθηγητής: Ζερβός Αρθούρος, Αθήνα 2009

Προγράμματα Ανοικτών Περιβαλλοντικών Τάξεων «ΚΑΛΛΙΣΤΩ» ανανεώσιμες – ήπιες πηγές ενέργειας , μέτρο 3.6 «προγράμματα προστασίας περιβάλλοντος και περιβαλλοντικής εκπαίδευσης» ΕΠΕΑΕΚ ΙΙ

ΘΕΟΔΩΡΑ ΛΥΜΠΕΡΗ, Eργασία Τεχνολογίας , Θέμα: Βιοκλιματικό Σπίτι, 4ο ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΒΥΡΩΝΑ, 2009 Διεπιστημονικό Ινστιτούτο Περιβαλλοντικών Ερευνών (Δ.Ι.Π.Ε.) & ΥΠΕΧΩΔΕ. Οικολογική Δόμηση. Ελληνικά Γράμματα, Αθήνα, 2000. Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, http://www.cres.gr/energy-saving/index.htm Ευώνυμος Οικολογική Βιβλιοθήκη: Οικολογικά Κτίρια σε Αειφόρες Πόλεις, http://www.evonymos.org/greek/eidikathemata.asp?parentid=14 ecoΔΟΜΗΣΗ, http://www.ecodomisi.gr/ GreenBuilding.gr, http://www.greenbuilding.gr/ http://www.greenpeace.org/greece/137368/137396/138609 http://climate.wwf.gr http: //www.stopclimatechange.gr/index.php?option=content&task=v iew&id=82 ΔΕΗ εξοικ , 1999 Διεύθυνση Εκμεταλλεύσεως Διανομής, Λαμπρές ιδέες για να

ονομήσετε ρεύμα & χρήμα, Αθήνα

57

ΚΑΠΕ, Ενεργητικά ηλιακά συστήματα, Εγχειρίδιο Ανανεώσιμων Πηγών

Ενέργειας, Αθήνα, 1998

ΚΑΠΕ, Ο ρόλος της Ανθρώπινης συμπεριφοράς στην Εξοικονόμηση

Ενέργειας, Ευρωπαϊκή Επιτροπή -Γεν.Διεύθυνση για την Ενέργεια (XVII),

Αθήνα, 1997

ΚΑΠΕ, Παθητικά ηλιακά συστήματα, Εγχειρίδιο Ανανεώσιμων Πηγών

Ενέργειας, Αθήνα, 1998

ΚΠΕ Καλαμάτας, Τεχνολογία & πηγές ενέργειας, Καλαμάτα, 2001 ΚΠΕ

Μουζακίου, Το νερό ως πηγή ενέργειας, Μουζάκι, 1998

Τσίπηρας Κ.,Το οικολογικο σπιτι, εκδ. Λιβάνη, Αθήνα, 1996