Βιοκλιματικά Κτίρια: Τι είναι και πως επιτυγχάνεται η εξοικονόμηση ενέργειας;

Τα βιοκλιματικά κτίρια αποτελούν την νέα γενιά κτιρίων με βασικό σκοπό την εξοικονόμηση ενεργείας χωρίς να επιβαρύνουν το περιβάλλον με εκπομπές βλαβερών αερίων. Ο σχεδιασμός τους έχει ως θεμέλιο την οικολογία, τη βιωσιμότητα και γίνεται με βάση το τοπικό κλίμα της περιοχής όπου βρίσκεται το εκάστοτε κτίριο. Έτσι εξασφαλίζονται οι ιδανικές συνθήκες διαβίωσης και πλήρης άνεσης.

• 

Με τους φυσικούς πόρους να μειώνονται με πολύ γρήγορους ρυθμούς και το κόστος χρήσης τους να αυξάνεται διαρκώς η απεξάρτηση από το πετρέλαιο, την ηλεκτρική ενέργεια  και το φυσικό αέριο συνιστά την καλύτερη λύση. Στα βιοκλιματικά κτίρια γίνεται αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας και άλλων ανανεώσιμων πηγών καθώς και φυσικών φαινομένων του κλίματος.

Η βιοκλιματική προσέγγιση επομένως αφορά τον σχεδιασμό κτιρίων και χώρων, εσωτερικών και εξωτερικών-υπαίθριων, με σκοπό την εξοικονόμηση ενέργειας και αξιοποίηση της για θέρμανση και ψύξη.

Βιοκλιματικά κτίρια: Οι βασικές αρχές του σχεδιασμού τους

Οι βασικοί στόχοι του βιοκλιματικού σχεδιασμού είναι η εξασφάλιση ηλίου και προστασία από τους δυνατούς ανέμους τον χειμώνα, η μείωση στο ελάχιστο των απωλειών θερμότητας και πλήρης εκμετάλλευση των δροσερών ανέμων το καλοκαίρι. Πιο αναλυτικά ο βιοκλιματικός σχεδιασμός βασίζεται στις παρακάτω αρχές:

• Θερμική προστασία των κτιρίων χειμώνα και καλοκαίρι με τη χρήση κατάλληλων τεχνικών που εφαρμόζονται στο εξωτερικό των κτιρίων, ιδιαίτερα με την κατάλληλη θερμομόνωση και αεροστεγάνωση του κτιρίου. Η χρήση των κατάλληλων δομικών υλικών συμβάλει καθοριστικά στο περιορισμένο οικολογικό αντίκτυπο της περιοχής του.

• Πλήρης αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας για τη θέρμανση των κτιρίων το χειμώνα και για φυσικό φωτισμό όλο το χρόνο. Αυτό επιτυγχάνεται με τον προσανατολισμό των χώρων και την διαρρύθμιση των εσωτερικών χώρων ανάλογα με τις θερμικές τους ανάγκες και με τα παθητικά ηλιακά συστήματα που συλλέγουν την ηλιακή ακτινοβολία και αποτελούν «φυσικά» συστήματα θέρμανσης καθώς και φωτισμού.

• Προστασία των κτιρίων από τον ήλιο το καλοκαίρι, επιλέγοντας τα κατάλληλα μέσα σκίασης, φύτευσης ή βλάστησης του περιβάλλοντος χώρου και των φυτεμένων δωμάτων. Η βλάστηση συνιστά ένα εξαιρετικά σημαντικό παράγοντα μεταβολής του μικροκλίματος μιας περιοχής καθότι μπορεί να απορροφήσει μέχρι και το 90% της ηλιακής ακτινοβολίας, να μειώσει τη θερμοκρασία του αέρα μέχρι και 5 C^O κατά τη διάρκεια της ημέρας και να σταθεροποιήσει ή να αυξήσει τη νυχτερινή θερμοκρασία και να μειώσει σημαντικά την ταχύτητα του αέρα. Στον αρχικό σχεδιασμό λαμβάνεται η υπόψη η υπάρχουσα χλωρίδα, η σκίαση που παρέχει και αν είναι εφικτό να διατηρηθεί στο σύνολό της προκειμένου το νέο κτίριο να έχει όσο το δυνατόν μικρότερο οικολογικό αντίκτυπο στην περιοχή της.

• Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός δίνει έμφαση στα παθητικά συστήματα, με υψηλά επίπεδα θερμομόνωσης στην εξωτερική τοιχοποιία, παράθυρα και πόρτες υψηλών θερμομονωτικών ιδιοτήτων, ενεργειακά τζάμια κ.α.. Ένα παθητικό κτίριο χρησιμοποιεί έως και 90% λιγότερη ενέργεια για θέρμανση και ψύξη από τα συμβατικά κτίρια.

• Τα παθητικά συστήματα συνιστούν βασικά στοιχεία του βιοκλιματικού σχεδιασμού που ενσωματώνονται στα κτίρια (θερμομόνωση, ενεργειακοί υαλοπίνακες, κουφώματα με θερμοδιακοπή, τεχνικές σκίασης και δροσισμού, ηλιακά αίθρια, ηλιακοί τοίχοι κ.α.) με στόχο την αξιοποίηση των περιβαλλοντικών πηγών για θέρμανση, ψύξη-δροσισμό καθώς και φωτισμό των κτιρίων.

• Τα παθητικά συστήματα θέρμανσης εστιάζουν στην νότια επιφάνεια με χρήση τζαμιού. Η οροφή, το δάπεδο και οι τοίχοι συλλέγουν και αποθηκεύουν την ηλιακή θερμότητα. Από την άλλη στα παθητικά συστήματα φυσικού δροσισμού ο αερισμός του κτιρίου είναι πολύ σημαντικός καθώς συμβάλει  στην απομάκρυνση της ζέστης  και διατηρώντας το κτίριο δροσερό τους καλοκαιρινούς μήνες. Για το δροσισμό των χώρων εφαρμόζεται, ο διαμπερής αερισμός, οι ηλιακές καμινάδες (που απομακρύνουν τον ζεστό αέρα), οι πύργοι ανέμου (αιολικές καμινάδες) κ.α.

• Τέλος, στα ενεργητικά συστήματα θέρμανσης συγκαταλέγονται οι αντλίες θερμότητας, τα φωτοβολταϊκά, οι ηλιακοί συλλέκτες κ.α. οι οποίοι μαζεύουν την ηλιακή ακτινοβολία και την μετατρέπει σε θερμότητα. Τα ενεργητικά συστήματα αποτελούν μια σπουδαία μέθοδος εξοικονόμησης ενέργειας. Χρησιμοποιούν μηχανικά μέσα για τη θέρμανση ή το δροσισμό κτιρίων, αξιοποιώντας την ηλιακή ενέργεια ή τις φυσικές δεξαμενές ψύξης (πισίνες, σιντριβάνια).

Ποιοι παράγοντες λαμβάνονται υπόψη για την ανάλυση του κλίματος στην περιοχή όπου θα οικοδομηθεί το βιοκλιματικό κτίριο;

Κατά τον σχεδιασμό ενός βιοκλιματικού κτιρίου μελετούνται και συνεκτιμούνται οι ακόλουθοι παράγοντες του κλίματος της περιοχής:

1.Οι διευθύνσεις και εντάσεις των ανέμων της περιοχής. Η μελέτη και κατανόηση των κατευθύνσεων των ανέμων συμβάλουν στον αποτελεσματικό φυσικό αερισμό και την προστασία του εξωτερικού του κτιρίου.

2. Η ποσότητα της βροχόπτωσης είναι ένας ακόμη παράγοντας που συνυπολογίζεται στον τύπο των υγρομονώσεων των εξωτερικών επιφανειών και τον τύπο των φυτεύσεων.

3. Η υγρασία του αέρα η οποία σε σημαντικό βαθμό επηρεάζει της αίσθηση θερμικής άνεσης.

4. Τέλος, η ποσότητα και η κλίση της ηλιακής ακτινοβολίας και η μελέτη της πορείας του ήλιου, θα συμβάλουν στον σκιασμό το καλοκαίρι και τον παθητικό ηλιασμό τον χειμώνα.

Είναι σημαντικό να αναφερθεί ότι σε χώρες όπως την Ελλάδα όπου το κλίμα είναι ήπιο και μεσογειακό τα βιοκλιματικά κτίρια μπορούν να θερμαίνονται από τον ήλιο σε ποσοστό ως και 80% το χειμώνα, και το καλοκαίρι να διατηρούνται δροσερά χωρίς κλιματισμό. Με τα στοιχεία αυτά αντιλαμβάνεστε την σημασία της εξοικονόμησης ενέργειας, της επιλογής και χρήσης συστημάτων που εστιάζουν σε αυτήν από ενεργειακά κουφώματα μέχρι την κατασκευή βιοκλιματικών κτιρίων με σκοπό την προστασία του περιβάλλοντος.