ΚΤΙΡΙΟ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΗΛΙΑΣ ΕΥΘΥΜΙΟΠΟΥΛΟΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ 2004 Σημείωση: Το παρόν αποτελεί σύγγραμμα του 2004, και δεν έχει επικαιροποιηθεί με την νομοθεσία που έχει θεσπιστεί από τότε μέχρι σήμερα (π.χ. ΚΕΝΑΚ) ή και με άλλα νέα δεδομένα. Ωστόσο, το περιεχόμενο παραμένει ενδιαφέρον και ιδιαίτερα χρήσιμο προς μελέτη. Η ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΔΟΜΗΣΗ ΚΑΙ Η ΠΡΟΪΣΤΟΡΙΑ Οι δύο τελευταίες δεκαετίες, έφεραν μια πραγματική επανάσταση στις αντιλήψεις για τον σχεδιασμό των κτιρίων. Η ανάγκη για την αντιμετώπιση της ενεργειακής σπατάλης, το σύνδρομο των «άρρωστων κτιρίων», και η ανάδυση νέων τεχνολογιών, δημιούργησαν ένα πραγματικό κίνημα που έχει γίνει γνωστό ως ‘οικολογική ή αειφορική δόμηση’. Τα ‘πράσινα κτίρια’ δεν είναι πλέον φουτουριστικές κατασκευές, αλλά προχωρημένα προϊόντα της τεχνολογικής εξέλιξης που υπακούουν στις απαιτήσεις για μια νέα ποιότητα. Είναι κτίρια που ικανοποιούν σε μεγαλύτερο βαθμό τις ανάγκες των χρηστών, ενώ ταυτόχρονα μειώνουν στο ελάχιστο τις επιπτώσεις στο περιβάλλον, την υγεία των ενοίκων και στα οικοσυστήματα. Υπακούουν εν τέλει στις απαιτήσεις της αειφορίας που σιγά –σιγά περνάει από τη θεωρία στην πράξη, από το όραμα στην καθημερινότητα των ανθρώπων. Από τις έρευνες των ανθρωπολόγων ξέρουμε πως, απέναντι και σε πολύ πιο δύσκολες συνθήκες, οι άνθρωποι του παρελθόντος εύρισκαν τον τρόπο να προσαρμόζονται. Ιδιαίτερα οι πρωτόγονοι λαοί οι οποίοι ήταν αναγκασμένοι να "δουλεύουν μέσα σε μια οικονομία των περιορισμένων πόρων", δεν είχαν τα περιθώρια να κάνουν λάθη ή να σπαταλήσουν πολύτιμες πρώτες ύλες και αγαθά. Εξάλλου, οι τεχνολογίες τους ήταν τόσο ανεπτυγμένες όσο ακριβώς χρειαζόταν για να εξασφαλιστεί ένα μίνιμουμ επιβίωσης σ' ένα πολύ πιο "εχθρικό" περιβάλλον. Σήμερα μπορούμε μέσα απ' αυτό το πρίσμα να μελετήσουμε τους τρωγλοδύτες (Matmata) της Σαχάρας, τα Bungalows των αποίκων της Αυστραλίας και τα υπόσκαφα της Σαντορίνης, όπως μπορούμε να καταλάβουμε τι σήμαινε για την αρχαιότητα η πολεοδομία της Πριήνης και της Ολύνθου. Μπορούμε να δούμε το ρόλο που έπαιζε η σωστή θέση του σπιτιού μέσα στο χώρο (στο οικόπεδο θα λέγαμε σήμερα), ο κατάλληλος προσανατολισμός, η λειτουργική εσωτερική διαρρύθμιση των χώρων και η επιλογή των υλικών, όχι με βάση τους εκάστοτε νεωτερισμούς, αλλά με βάση τις πραγματικές ανάγκες που έπρεπε να εξυπηρετηθούν. 1 Αναπαράσταση κατοικίας στην αρχαία Πριήνη της Μ.Ασίας. Το κτίριο δημιουργεί εσωτερική αυλή προστατευμένη απ το χειμώνα, ενώ αφήνει τον ήλιο να περνά στο εσωτερικό. Οι περιμετρική στοά εξασφαλίζει την απαραίτητη σκίαση κατά τους θερινούς μήνες. Η τυπική κατοικία στην αρχαία Ολυνθο είχε 6 ή παραπάνω δωμάτια στο ισόγειο, με μέση επιφάνεια τα 300 τετραγωνικά μέτρα. Τα κύρια δωμάτια του σπιτιού είχαν θέα έναν νότιο ημιυπαίθριο χώρο, ένα είδος στοάς που στηρίζονταν σε ξύλινες κολώνες. Αν υπήρχε όροφος, το πάνω μέρος της στοάς σχημάτιζε χαγιάτι. Μπροστά από τις κολώνες υπήρχε αυλή, που ένας χαμηλός συνήθως τοίχος τη χώριζε απ' το δρόμο. Με τον τρόπο αυτό η αυλή γινόταν ένας χώρος όπου οι ένοικοι, χωρίς να απομονώνονται από τον έξω κόσμο, κρατούσαν το δικαίωμα της ιδιωτικής τους ζωής. Τα δωμάτια στην δυτική και την ανατολική πλευρά ήταν κατά κανόνα χώροι βοηθητικοί. Το χειμώνα, οι χαμηλές ακτίνες του ήλιου περνούσαν πάνω από την είσοδο και την αυλή, κι έφταναν στη στοά και στο χαγιάτι ζεσταίνοντας τα κύρια δωμάτια. Τους καλοκαιρινούς μήνες και ιδιαίτερα τις μεσημεριανές ώρες που ο ήλιος είναι πιο ψηλά στον ορίζοντα και οι ακτίνες του πέφτουν σχεδόν κατακόρυφα, το χαγιάτι και η στοά σκίαζαν τους κατοικήσιμους χώρους και τους προστάτευαν απ' την ενοχλητική ηλιακή ακτινοβολία. Κάθε οικοδομικό τετράγωνο κατασκευαζόταν συνήθως όλο μαζί. Τα σπίτια του ίδιου οικοδομικού τετραγώνου είχαν κοινά θεμέλια, κοινές οροφές και κοινό βόρειο τοίχο με τα γειτονικά τους. Ο τοίχος αυτός ήταν πλινθόκτιστος με πάχος μισό περίπου μέτρο και προστάτευε τους εσωτερικούς χώρους από τους δυνατούς βόρειους ανέμους. Αν αναγκαστικά υπήρχαν εκεί παράθυρα, ήταν μικρά και καλά σφραγισμένα τους κρύους χειμωνιάτικους μήνες. Στα σπίτια που είχαν και δεύτερο όροφο, φρόντιζαν στην νότια πλευρά να υπάρχουν ανοίγματα έτσι ώστε να επιτρέπουν την είσοδο της ηλιακής ακτινοβολίας το χειμώνα. Οπως εξηγεί ο Σωκράτης 2.400 χρόνια πριν, αυτό γινόταν δυνατό μέσα από τη διάταξη των επιπέδων και ένα σύστημα ανάλογο με τους σύγχρονους φεγγίτες : «Στα σπίτια που διαθέτουν νότιο προσανατολισμό, ο ήλιος διεισδύει στο εσωτερικό από το χαγιάτι, αλλά το καλοκαίρι, όπου η τροχιά του ήλιου είναι πάνω από τα κεφάλια μας και πάνω από τη στέγη, το σπίτι διαθέτει αρκετή σκιά. Επιπλέον, τα νότια ανοίγματα μπορούν να 2 τοποθετηθούν σε ένα ψηλότερο επίπεδο και τα βορινά σε ένα χαμηλότερο, έτσι ώστε να υπάρχει προστασία από τους βορινούς ανέμους» Ξενοφώντος Απομνημονεύματα Βέβαια, το Ελληνικό σπίτι του Σωκράτη, έχανε πιθανότατα την θερμότητα από τον ήλιο τόσο γρήγορα, όσο γρήγορα την κέρδιζε, εξαιτίας των φαινομένων μετάδοσης της θερμότητας με αγωγή, μεταφορά και ακτινοβολία. Για να περιορίσουν αυτή την αδυναμία οι Ρωμαίοι, έκλεισαν τα παράθυρα με διαφανή ή ημιδιαφανή υλικά όπως το γυαλί και η μίκα. Με τον τρόπο αυτό παγίδεψαν στο εσωτερικό τον κτιρίων την ηλιακή ενέργεια και έβαλαν τις βάσεις για την «παθητική» ηλιακή αρχιτεκτονική. Για να κατοχυρώσουν μάλιστα αυτήν την δυνατότητα, θέσπισαν μια σειρά από νόμους ώστε όπου υπήρχαν γειτονικές κατασκευές, αυτές να μην εμποδίζουν τον ελεύθερο ηλιασμό των κτιρίων. Οι Ρωμαίοι ήταν επίσης οι πρώτοι που ανακάλυψαν την τεχνολογία των θερμοκηπίων τα οποία σε αρκετές περιπτώσεις τα προσαρτούσαν στο κυρίως κτίριο με τρόπο που αφενός να εκμεταλλεύονται την διαθέσιμη ηλιακή ενέργεια για τη θέρμανση , αφετέρου να αναπτύσσουν σε αυτά ειδικές καλλιέργειες. Με την κατάρρευση της Ρωμαϊκής αυτοκρατορίας, όλες αυτές οι τεχνολογικές κατακτήσεις της αρχαίας εποχής εξαφανίστηκαν. Πολύ αργότερα, τον 17ο και 18ο αιώνα οι Ευρωπαίοι και κυρίως οι Ολλανδοί, επανέφεραν τα θερμοκήπια προκειμένου να διατηρούν σ αυτά τα τροπικά φυτά από τις μακρινές αποικίες. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι παραδοσιακές κοινωνίες αξιοποίησαν με σοφία αυτό που ήταν διαθέσιμο στη φύση. Οι βοσκοί της Σιβηρίας τύλιγαν με γούνες την καλύβα τους κι από πάνω στοίβαζαν το χιόνι, αφού γνώριζαν τις καλές θερμομονωτικές του ιδιότητές. Καθώς ο χειμώνας πλησίαζε στο τέλος του, το χιόνι άρχιζε να λιώνει και το σπίτι απαλλάσσονταν απ' τη λευκή προστασία του, ώσπου αυτή γινόταν περιττή. Αντίστοιχες τεχνικές θα συναντήσουμε και σε περιοχές της ορεινής Ελλάδας, όπου τα ξύλα για το τζάκι τοποθετούνταν σε κατακόρυφες στοίβες στους βορινούς τοίχους του σπιτιού. Η πρακτική αυτή πρόσφερε μια ρυθμιζόμενη προστασία από τον "καιρό" , αφού η κατανάλωση των καυσόξυλων - καθώς η άνοιξη διαδέχονταν το χειμώνα - μείωνε σιγά - σιγά το πάχος της φυσικής πανοπλίας του σπιτιού. Σε πολλά νησιά του Αιγαίου, οι κάτοικοι, αλλά πολύ περισσότερο οι μάστορες, ήξεραν πως η μεγάλη θερμική μάζα (από ψημένη λάσπη ή πέτρα) των δομικών υλικών ήταν η καλύτερη προστασία από τις απότομες μεταβολές της θερμοκρασίας ή από μεγάλες θερμοκρασιακές διαφορές ανάμεσα στη μέρα και τη νύχτα, πολύ συχνές στα Μεσογειακά κλίματα. Εξαιρετικές ήταν επίσης και οι τεχνικές θερμομόνωσης της οροφής: τα επάλληλα στρώματα από καλάμια, φύκια, χαλίκια και συμπιεσμένο χώμα, απεδείχθη πως …αντέγραφαν το μέλλον. Σε ότι τέλος αφορά το κέλυφος του κτιρίου, γνώριζαν πως όσο πιο μικρή είναι μια εκτεθειμένη επιφάνεια στην ηλιακή ακτινοβολία, τόσο πιο αποτελεσματικά αντιστέκεται στις καλοκαιρινές επιθέσεις του ήλιου. H συνεχής δόμηση και τα σφαιρικά κελύφη δεν έγιναν βέβαια για να τα απαθανατίζουν οι ξένοι τουρίστες. Στην περίπτωση αυτή η αισθητική, δεν ήταν παρά το αποτέλεσμα μιας δυναμικής και δημιουργικής σχέσης του ανθρώπου με το περιβάλλον του. 3 Λαϊκή κατοικία στη Μύκονο. Φωτό: Δημήτρης Παπαδήμου 1981. ΟΙ ΕΞΥΠΝΕΣ ΛΥΣΕΙΣ Μακέτα από το συγκρότημα κατοικιών και εμπορικών καταστημάτων που βρίσκονται στο στάδιο της κατασκευής από την εταιρεία SOLARFOND στο Φράϊμπουργκ της Γερμανίας. Το συγκρότημα, με την ονομασία «Ηλιακό Καράβι» αποτελεί την τελευταία λέξη στον τομέα της βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής και τεχνολογίας. Η ανάγκη για μια ορθολογική χρήση της ενέργειας στον τομέα της κατοικίας, επανέφερε στις μέρες μας το ενδιαφέρον για την "βιοκλιματική αρχιτεκτονική" που ουσιαστικά είναι η «σωστή» αρχιτεκτονική που όλοι θα θέλαμε. Στην πραγματικότητα, οι περισσότερες πρακτικές της είναι γνωστές εδώ και αιώνες, αλλά έχουν κατάλληλα προσαρμοστεί στις σύγχρονες απαιτήσεις εκμεταλλευόμενες τις σύγχρονες τεχνολογίες, τα νέα υλικά και τα μηχανικά συστήματα. Τα βιοκλιματικά σπίτια αξιοποιούν με τον καλύτερο τρόπο την διαθέσιμη ενέργεια του περιβάλλοντος, ζητώντας παράλληλα από το χρήστη να σκέφτεται 4 πάνω στη λειτουργία του κτιρίου. Το αποτέλεσμα δεν είναι μόνο η χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας, αλλά και μια πιο ευχάριστη διαβίωση αφού το σπίτι δεν είναι πια ένα άψυχο τεχνολογικό κέλυφος αλλά μια οργανική προέκταση του εξωτερικού χώρου. Η μορφή, τα υλικά και η διάταξη των δωματίων, παίρνουν υπόψη τους το μικροκλίμα, την διαθεσιμότητα της ηλιακής ακτινοβολίας, τις συνήθειες των ανθρώπων και τις σύγχρονες αντιλήψεις γι αυτό που οι σχεδιαστές ονομάζουν «θερμική, οπτική και ακουστική άνεσης» σε ένα υγιεινό εσωτερικό περιβάλλον. Ανάλογες όμως μετατροπές και παρεμβάσεις μπορούν να γίνουν και στα υφιστάμενα κτίρια. Η επισκευή και ανακαίνιση ενός κτιρίου προσφέρει πολλές ευκαιρίες για συνδυασμένες επεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας. Η μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και του λειτουργικού κόστους του κτιρίου μπορεί να επιτευχθεί βελτιώνοντας παράλληλα τις συνθήκες διαβίωσης και την ποιότητα ζωής. Για τα υπάρχοντα κτίρια αυτό μπορεί να γίνει με τη σωστή λειτουργία και συντήρηση των εγκαταστάσεων, τις κατάλληλες επεμβάσεις στο κέλυφος του κτιρίου και στις εγκαταστάσεις, και την αντικατάσταση του παλαιού εξοπλισμού & των συσκευών. Από τις επεμβάσεις αυτές, εκείνη που έχει τα πιο άμεσα αποτελέσματα είναι ο έλεγχος της σωστής λειτουργίας και η συντήρηση του εξοπλισμού. Μερικά από τα μέτρα εξοικονόμησης μπορεί να απαιτήσουν επεμβάσεις στο κέλυφος του κτιρίου και στις εγκαταστάσεις. Αρχίζουμε από τις πιο απλές εφαρμογές, που συχνά έχουν ορατά αποτελέσματα και μικρό κόστος. Πολλές από τις παρεμβάσεις αυτές μπορούμε να τις αναλάβουμε ακόμη και μόνοι μας. Στην συνέχεια προχωρούμε σε πιο απαιτητικές δράσεις. Για την σωστή επιλογή των επόμενων κινήσεων πρέπει να προηγηθεί εξειδικευμένη μελέτη και οι παρεμβάσεις να αξιολογηθούν με μια ανάλυση κόστους-οφέλους. Για παράδειγμα, ανάλογα με τη θέση του κτιρίου και την υπάρχουσα κατασκευή, το δυναμικό για εξοικονόμηση θερμικής ενέργειας σε μια πολυκατοικία είναι 21-42% για θερμομόνωση εξωτερικών τοίχων, 10-30% για τοποθέτηση θερμοστατικών βαλβίδων στα καλοριφέρ, 18% για αντικατάσταση του παλιού λέβητα, 4-28% για θερμομόνωση δαπέδου κτιρίου, 7-18% για μείωση της διείσδυσης αέρα, 4-15% για διπλά τζάμια 1-7% για θερμομόνωση οροφής. Η εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας για παραγωγή ζεστού νερού που προκύπτει από την τοποθέτηση ηλιακών συλλεκτών είναι 60-74%. Το δυναμικό για εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας για δροσισμό είναι 57-68% για τοποθέτηση ανεμιστήρων οροφής, 7-27% για διπλά τζάμια, 6-24% για θερμομόνωση εξωτερικών τοίχων, 2-18% για θερμομόνωση οροφής, έως 10% για ηλιοπροστασία. Η εκμετάλλευση της «θερμικής αδράνειας» που παρουσιάζει το κέλυφος του κτιρίου, μπορεί να μειώσει από 30 έως 70% το λειτουργικό κόστος του κλιματισμού. Η αρχή πάνω στην οποία βασίζεται μια τέτοια μετατροπή είναι σχετικά απλή: το κτίριο δρα σαν μια δεξαμενή θερμότητας. Αυτό σημαίνει πως αποθηκεύει την ηλιακή ενέργεια κατά τη διάρκεια της ημέρας και την αποδίδει σιγά-σιγά με ρυθμό που εξαρτάται από τον όγκο των δομικών του στοιχείων. Η διαδικασία αυτή απαιτεί αρκετές ώρες και ολοκληρώνεται συνήθως αργά το απόγευμα ή το βράδυ. Με τον τρόπο αυτό η διαθέσιμη θερμότητα από την ηλιακή ενέργεια αποδίδεται στους εσωτερικούς χώρους σταδιακά, ακόμη και μετά τη δύση του ήλιου, και παράλληλα αποφεύγεται η υπερθέρμανση. Η θερμική αδράνεια έχει θετικές επιπτώσεις και το καλοκαίρι, περιορίζοντας τα μέγιστα ψυκτικά φορτία. Όπως όμως συμβαίνει και στις μεγάλες εκκλησίες, ένα κτίριο με μεγάλη θερμική μάζα, κάνει αρκετό χρόνο για να αποκτήσει την θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Το καλοκαίρι, το κέλυφος του κτιρίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την «αποθήκευση της ψύξης», δηλαδή τη 5 μείωση της θερμοκρασίας των δομικών υλικών με φυσικές διαδικασίες ή ακόμη και με τη λειτουργία των μηχανημάτων κλιματισμού. Ο νυκτερινός αερισμός των εσωτερικών χώρων, ανάλογα με τις κλιματολογικές συνθήκες, συμβάλλει στην απαγωγή της θερμότητας που εγκλωβίζεται στους εσωτερικούς χώρους κατά την διάρκεια της ημέρας. Όταν οι εξωτερικές συνθήκες είναι ευνοϊκές μειώνει το ψυκτικό φορτίο κατά 27-36%, ανάλογα με την θερμική μάζα του κτιρίου. Σε μεγάλα εμπορικά κτίρια, όπως για παράδειγμα, σε ένα συγκρότημα γραφείων το καλοκαίρι, είναι προτιμότερο τα μηχανήματα ψύξης να μπαίνουν σε λειτουργία κατά τη διάρκεια της νύχτας, όταν οι εξωτερικές θερμοκρασίες είναι χαμηλότερες, όπως και οι τιμές του ηλεκτρικού. Την επόμενη μέρα, οι απαιτήσεις σε κλιματισμό θα είναι πολύ περιορισμένες, μια και οι τοίχοι θα κάνουν αρκετές ώρες μέχρι να αρχίσουν να επανεκπέμπουν προς το εσωτερικό τη θερμότητα που απορροφούν οι εξωτερικές τους επιφάνειες κατά τη διάρκεια της μέρας. Η στρατηγική αυτή πηγαίνει αντίθετα στις τρέχουσες αντιλήψεις σύμφωνα με τις οποίες ένας χώρος πρέπει να ψύχεται (ή αντίστοιχα να θερμαίνεται) τις ώρες που τον χρησιμοποιούμε. Βέβαια, για μια αποτελεσματικότερη διαχείριση των «ενεργειακών απαιτήσεων» του κτιρίου, είναι τις περισσότερες φορές απαραίτητη η ύπαρξη ενός ηλεκτρονικού συστήματος ελέγχου, το οποίο με απλούς αυτοματισμούς θα μπορεί να θέτει σε λειτουργία ή να διακόπτει την λειτουργία των μηχανημάτων θέρμανσης, ψύξης και άλλων ενεργοβόρων συσκευών, σύμφωνα με ένα πρόγραμμα προβλέψεων και επεξεργασίας δεδομένων, ανάλογα με τις πραγματικές ανάγκες. Στις περιπτώσεις αυτές, η εξοικονόμηση ενέργειας ποικίλει, όπως είναι φανερό, από τη χρήση του κτιρίου, τις απαιτήσεις των ενοίκων, τα φορτία, την αποδοτικότητα των συστημάτων θέρμανσης και ψύξης καθώς και από τα δομικά στοιχεία της κατασκευής. Στη Σουηδία όλα τα καινούργια σπίτια είναι πολύ καλά μονωμένα και ως πηγή ενέργειας χρησιμοποιούν την "ελεύθερη θερμότητα" που προέρχεται από τα εσωτερικά θερμικά κέρδη, δηλαδή από τους ανθρώπους που ζουν σ' αυτά, και την θερμότητα που ακτινοβολούν τα φωτιστικά και οι συσκευές ή τα μηχανήματα που λειτουργούν στους εσωτερικούς χώρους. Η δωρεάν θερμότητα από τον ήλιο και τις εσωτερικές πηγές σε ορισμένες περιπτώσεις (πχ από τις συσκευές και τους ανθρώπους) μπορεί να αντικαταστήσει τις ανάγκες για θέρμανση μέσω συμβατικών συστημάτων, αν το σπίτι διαθέτει καλή θερμομόνωση, αεροστεγή κουφώματα και διπλά τζάμια στα παράθυρα. Ο τελευταίος παράγοντας είναι καθοριστικός. Για παράδειγμα, οι υπολογισμοί δείχνουν πως το 25% της ενέργειας που καταναλώνει ο οικιακός τομέας στην Ελλάδα, χάνεται στο περιβάλλον από τα διαφανή ανοίγματα (πχ παράθυρα, μπαλκονόπορτες). Η ενέργεια αυτή, που στο μεγαλύτερο μέρος της θα μπορούσε να κερδηθεί, είναι ισοδύναμη με την ενέργεια που έχει προστεθεί στο ενεργειακό ισοζύγιο της χώρας μέσω του αγωγού φυσικού αερίου. Στο άμεσο μέλλον, η μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας μπορεί να προέλθει από τις μετατροπές των παλαιών κτιρίων, ώστε να μειωθεί η σπατάλη ενέργειας. Σε μια χώρα σαν την Ελλάδα όπου πάνω από το 90% των κτιρίων δεν διαθέτουν την παραμικρή θερμομόνωση εξωτερικών τοίχων, περίπου το 70% έχουν οροφές με τελείως ακατάλληλη θερμική συμπεριφορά, και πάνω από 95% έχουν μονά τζάμια, τα περιθώρια είναι τεράστια. Βέβαια, οι εκτεταμένες επεμβάσεις σε υφιστάμενα κτίρια έχουν συνήθως υψηλό κόστος. Σε πολλές περιπτώσεις όμως οι επεμβάσεις αυτές μπορούν να συνδυαστούν με άλλες απαραίτητες εργασίες επισκευής και συντήρησης του κτιρίου, μειώνοντας έτσι το κόστος. Επιπλέον, μπορεί να υπάρχει η δυνατότητα χρηματοδότησης από εταιρίες που αναλαμβάνουν εργολαβικά την εκτέλεση του έργου. Η επιστροφή του κεφαλαίου - καθώς και η είσπραξη των κερδών -γίνεται από την μείωση των ενεργειακών δαπανών, όπως χαμηλότερα 6 κοινόχρηστα (πχ μειωμένη κατανάλωση πετρελαίου για θέρμανση) και μικρότεροι λογαριασμοί ρεύματος. ΜΙΑ ΤΕΡΑΣΤΙΑ ΑΓΟΡΑ Ο μέσος άνθρωπος της πόλης περνάει περίπου το 80% του χρόνου του στο εσωτερικό των κτιρίων: στο σπίτι, στο γραφείο, στο εργοστάσιο, στο σχολείο, σε χώρους διασκέδασης κλπ. Εκτός από τα καθαρά περιβαλλοντικά ζητήματα, είναι φανερό πως τα κτίρια αποκτούν πλέον τεράστια σημασία για τη διαβίωση των ανθρώπων, την ευεξία τους, την απόδοσή τους και την παραγωγικότητά τους. Πολύ περισσότερο απ’ ότι στο παρελθόν όπου η πλειονότητα των ανθρώπων ήταν αγρότες και στο απώτατο παρελθόν που ήταν συλλέκτες και κυνηγοί. Βέβαια, ένα μεγάλο μέρος του πληθυσμού της γης ζει ακόμα στην ύπαιθρο, όμως τα πράγματα αλλάζουν ραγδαία. Ήδη, τα ¾ των ανθρώπων στις αναπτυσσόμενες χώρες ζουν σε αστικά συγκροτήματα κατοικιών, ενώ (παραδόξως) το ποσοστό είναι μικρότερο (περίπου 40%) στις χώρες του «πρώτου κόσμου» με αυξητικές όμως και εκεί τάσεις. Η δημογραφική αυτή εξέλιξη διαμορφώνει και το προφίλ του κατασκευαστικού τομέα παγκοσμίως, ενώ ταυτόχρονα δίνει μερικές ενδείξεις για το μέγεθος των απαιτούμενων υποδομών. Η Παγκόσμια Τράπεζα εκτιμά ότι το έτος 2015, πάνω από το 50% του οικιστικού αποθέματος για κατοικίες και εμπορικά καταστήματα στην Κίνα θα κατασκευαστούν στην 15ετία που διανύουμε. Οι απαιτούμενες επενδύσεις στο χώρο των κατασκευών για την δεκαετία 2005-2015 αναμένεται να φτάσουν τα 2 τρις δολάρια, όμως το νούμερο είναι θεωρητικό. Λόγω της μεγάλης δημογραφικής πίεσης, σε ένα μεγάλο μέρος του τρίτου κόσμου η στέγαση καλύπτεται μέσω της άτυπης κατοικίας, συνήθως αυτοκατασκευαζόμενης και αυθαίρετης. Στη Λίμα του Περού για παράδειγμα το 54% του πληθυσμού ζει σε άτυπες κατοικίες με προφανώς ακατάλληλες ή απούσες υποδομές. Τρία τρισεκατομμύρια δολάρια (ή αλλιώς περίπου 10% του παγκόσμιου εγχώριου προϊόντος) είναι ο συνολικός κύκλος εργασιών του κλάδου των κατασκευών με 111 εκατ. εργαζόμενους. Ο κλάδος των κατασκευών αποτελεί επίσης το μεγαλύτερο βιομηχανικό εργοδότη στην Ευρώπη, παρέχοντας το 7,5% της συνολικής απασχόλησης ή αλλιώς το 28% της βιομηχανικής απασχόλησης, ενώ αντιπροσωπεύει το 10% περίπου του κοινοτικού εγχώριου προϊόντος (Α.Ε.Π). Απ’ αυτό το ποσοστό, ένα 3-4% αφορά στα δομικά υλικά, τομέας στον οποίο απασχολούνται περί τα 2,5 εκατ. Εργαζόμενοι. Αντίστοιχα είναι τα μεγέθη και στις ΗΠΑ, όπου οι κατασκευές αντιστοιχούν στο 12% του Α.Ε.Π. Σε ότι αφορά την Ελλάδα, η δυναμική που παρουσιάζει τα τελευταία χρόνια ο κατασκευαστικός κλάδος, τον έχει αναδείξει σε βασικό μοχλό ανάπτυξης της ελληνικής οικονομίας. Όπως προκύπτει από μελέτη που εκπόνησε το Ινστιτούτο Οικονομίας Κατασκευών (ΙΟΚ), ενώ το 1993 η συμβολή του κλάδου στο Α.Ε.Π. κυμαινόταν στο 11,8%, το 2000 διαμορφώθηκε σε 16,5% και οι προβλέψεις για το 2005 ανεβάζουν το δείκτη στο 20,7%. Εκεί όμως που η κατασκευαστική βιομηχανία έχει συμβάλει τα μέγιστα, είναι στον τομέα της απασχόλησης. Σύμφωνα με τα στοιχεία του ΙΟΚ, ενώ στις αρχές της δεκαετίας του ’90 ο αριθμός των απασχολούμενων στις κατασκευές δεν ξεπερνούσε τις 246.000 άτομα, το 2000 ανερχόταν σε 290.000 εργαζομένους, χωρίς μάλιστα να υπολογίζεται το δυναμικό των μελετητών (περίπου 27.000), αριθμός που αντιστοιχούσε στο 7,5% της συνολικής απασχόλησης στη χώρα. Αν προστεθεί στο παραπάνω ποσοστό ο αριθμός των έμμεσα 7 εργαζομένων στις κατασκευές (παραγωγή και εμπορία δομικών υλικών, υπηρεσίες, κ.λπ.), καθώς και των αυτοαπασχολούμενων, τότε αυτό διπλασιάζεται και φτάνει το 14%. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις του ΙΟΚ, δεδομένου ότι μέχρι το 2006 θα υπολείπεται ακόμη μεγάλος αριθμός έργων στο πλαίσιο του Γ’ Κοινοτικού Πλαισίου Στήριξης (ΚΠΣ), και εφόσον βέβαια αξιοποιηθούν οι κοινοτικοί πόροι και πραγματοποιηθούν οι απαιτούμενες διαρθρωτικές κινήσεις στην αγορά εργασίας του κλάδου, οι απασχολούμενοι στις κατασκευές θα φτάσουν τις 350.000. Η σημαντική αυτή συμβολή του κατασκευαστικού κλάδου στην ελληνική οικονομία αναμένεται να συνεχιστεί και τα επόμενα χρόνια, καθώς η Ελλάδα έχει ακόμη μπροστά της πολύ δρόμο μέχρι να φτάσει το επίπεδο υποδομών των υπόλοιπων ευρωπαϊκών χωρών. Ως εκ τούτου, οι εταιρίες θα εξακολουθήσουν να έχουν αντικείμενο δράσης και στο μέλλον. Εξάλλου αυτό καταδεικνύει και η τάση κατασκευής δημοσίων έργων με τη μέθοδο της παραχώρησης (αυτοχρηματοδότηση), που οδηγεί τους κατασκευαστές να ξεφεύγουν από το αμιγώς κατασκευαστικό αντικείμενο και να δραστηριοποιούνται σε νέους τομείς, όπως η διαχείριση, συντήρηση και λειτουργία των έργων. Η τάση αυτή μάλιστα μπορεί να επεκταθεί – σύμφωνα με τη διεθνή εμπειρία – και σε μικρότερα έργα, όπως οικισμούς, εμπορικά κέντρα, εκπαιδευτήρια, σωφρονιστικά καταστήματα, νοσοκομεία, χώρους στάθμευσης, κ.ά. Πέραν από τις αλλαγές όμως που επιφέρει η ίδια η κατασκευαστική αγορά, και οι κατασκευαστές από την πλευρά τους προωθούν την επέκταση των δραστηριοτήτων τους σε νέους τομείς, όπως αυτών της ενέργειας και της αξιοποίησης και εκμετάλλευσης ακίνητης περιουσίας, που παρουσιάζουν ευνοϊκές προοπτικές. Όπως αναφέρεται στην ετήσια έκθεση του διοικητή της Τράπεζας της Ελλάδας για το 2002, οι επενδύσεις σε ακίνητα έφτασαν στο 2001 να αντιπροσωπεύουν το 20,1% του συνόλου των επενδύσεων ή 4,8% του Α.Ε.Π. Το 2001 οι Έλληνες δαπάνησαν περίπου 5,8 δις € –ήτοι 4,8% του Α.Ε.Π- για την αγορά κατοικιών τοποθετώντας τα κεφάλαιά τους σε ιστορικά υψηλά επίπεδα τιμών. Σε ότι αφορά τον κλάδο της εμπορίας δομικών υλικών, ο κύκλος εργασιών των εικοσιοκτώ μεγαλύτερων επιχειρήσεων του κλάδου διαμορφώθηκε το 2001 σε 429 εκατ. Ευρώ έναντι 368 εκατ. Ευρώ στη χρήση του 2000, άνοδος που μεταφράζεται σε 16,4%. ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ Συγκρινόμενα με άλλα βιομηχανικά προϊόντα τα κτίρια, παρουσιάζουν την ιδιαιτερότητα της μεγάλης διάρκειας. Για παράδειγμα στις αναπτυγμένες χώρες υπολογίζονται για μέση διάρκεια ζωής 80 χρόνων, ενώ υπάρχουν και κατασκευές (όπως οι γέφυρες) που μπορούν να διαρκέσουν εκατοντάδες χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι οι όποιες επιπτώσεις στο περιβάλλον είναι μακράς διάρκειας και δύσκολα αναστρέψιμες (σπάνια κατεδαφίζονται κτίρια ή άλλες πολυδάπανες εγκαταστάσεις για λόγους αισθητικούς ή περιβαλλοντικούς). Εκτιμάται ότι ο κλάδος των κατασκευών καταναλώνει το 40-50% περίπου των φυσικών πρώτων υλών που χρησιμοποιεί ο άνθρωπος (περί τα 3 δις τόνους υλικών ετησίως), περισσότερο δηλαδή από κάθε άλλο βιομηχανικό κλάδο. Ταυτόχρονα, ευθύνεται για το 30-50% των συνολικών αποβλήτων των βιομηχανικά αναπτυγμένων χωρών. Έρευνες στις ΗΠΑ έδειξαν πως η κατασκευή μιας τυπικής κατοικίας συνεπάγεται την παραγωγή 7 τόνων αποβλήτων, ενώ στην 8 Ευρωπαϊκή Ένωση παράγεται μισός τόνος οικοδομικών αποβλήτων ανά κάτοικο κάθε χρόνο. Την ίδια στιγμή, στις χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης, ο κτιριακός τομέας καταναλώνει κατά μέσο όρο το 40% περίπου της ενέργειας, συμβάλλοντας με ένα αντίστοιχο ποσοστό στις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Συνήθως όμως οι εκτιμήσεις αυτές για τις εκπομπές δεν συμπεριλαμβάνουν την «ενσωματωμένη ενέργεια» αυτή δηλαδή που χρειάστηκε για να κατασκευασθούν τα υλικά, για να μεταφερθούν ή για να λειτουργήσουν τα μηχανήματα των εργολάβων. Για το λόγο αυτό, η οικολογική ή αειφορική δόμηση θα πρέπει πλέον να κάνει και τέτοιους λογαριασμούς και να λαμβάνει υπόψιν της το συνολικό κύκλο ζωής των υλικών, των τεχνολογικών συστημάτων και των εργαλείων τα οποία χρησιμοποιήθηκαν ή πρόκειται να χρησιμοποιηθούν. Πάνω από 20.000 διαφορετικά δομικά υλικά και προϊόντα κυκλοφορούν σήμερα στην ευρωπαϊκή αγορά. Κάποια απ αυτά έχουν σημαντικές επιπτώσεις και περιβάλλον και στη δημόσια υγεία. Για λίγα από τα υλικά αυτά υπάρχουν εναρμονισμένες κοινοτικές προδιαγραφές (περί τα 600), ενώ για ακόμη λιγότερα έχει γίνει κάποια εκτίμηση της συνολικής επιβάρυνσης που επιφέρουν στο περιβάλλον και την υγεία καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής τους. Οι περιβαλλοντικές επιδόσεις σχετίζονται συνήθως με την ενέργεια που χρησιμοποιείται για την παραγωγή τους, την μεταφορά τους κλπ, και με την ποιότητα των υλικών. Αφορούν τις επιπτώσεις στο εξωτερικό περιβάλλον (π.χ. εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα CO2) ή τον εσωτερικό χώρο και την έκθεση των ενοίκων (ή των εργατών) σε πιθανούς βλαπτικούς παράγοντες, όπως για παράδειγμα ο αμίαντος. Ένα διαφορετικό είδος επιπτώσεων σχετίζεται με τις χρήσεις γης και την υποβάθμιση του φυσικού περιβάλλοντος. Η οικιστική ανάπτυξη, τα βιομηχανικά πάρκα, τα αεροδρόμια και οι οδικοί άξονες, τις περισσότερες φορές αφαιρούν γη από τη γεωργία (και συχνά μάλιστα γη υψηλής παραγωγικότητας) ή καταλαμβάνουν δάση, δασικές εκτάσεις και ακτές. Οι εκτιμήσεις του περιβαλλοντικού προγράμματος των Ηνωμένων Εθνών (United Nations Environmental Programme UNEP) ανεβάζουν σε 70% το ποσοστό της παγκόσμιας χερσαίας επιφάνειας που με τον ένα ή με τον άλλο τρόπο θα υποστεί τις αρνητικές συνέπειες της αστικοποίησης το έτος 2032. Φυσικά, αυτό σημαίνει –εκτός των άλλων - κατάργηση της συνέχειας πολλών οικοσυστημάτων, εκτοπισμό της άγριας ζωής, περιορισμό των ενδιαιτημάτων και των χώρων αναπαραγωγής πολλών ευαίσθητων ειδών κτλ. Από κοινωνική τέλος άποψη, οι αλλαγές χρήσεων γης υπέρ των αστικών επεκτάσεων, αυξάνουν τις ανισότητες, ιδιαίτερα εκεί όπου υπάρχει ο ανταγωνισμός ανάμεσα στην παραγωγή τροφής και στην εμπορευματοποίηση του χώρου. ΠΟΙΟΝ ΣΥΜΦΕΡΕΙ Η ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΔΟΜΗΣΗ; Το ζήτημα του κόστους είναι σημαντικό για κάθε κατασκευαστή. Επηρεάζει την τελική τιμή του προϊόντος (και άρα την διείσδυσή του στην αγορά), προσδιορίζει τα περιθώρια κέρδους των επενδυτών ή αντίθετα συνδέεται με το επενδυτικό ρίσκο. Όμως το κόστος δεν είναι πάντοτε ο καθοριστικός και καθοδηγητικός παράγοντας στον τομέα της ανάπτυξης ακινήτων. Ίσως να είναι στην οργανωμένη δόμηση ή στην τυποποιημένη παραγωγή κατοικίας (π.χ. αστική πολυκατοικία) δεν είναι όμως σε κατασκευές κύρους (κτίρια γραφείων μεγάλων εταιρειών), δημόσια κτίρια, ιδιωτική κατοικία και ιδιοκατασκευές. Έχει, για παράδειγμα, διαπιστωθεί από έρευνες στην Ελλάδα ότι πολλές αυθαίρετες κατασκευές έχουν υψηλότερο κόστος από τις νόμιμες, γιατί ακριβώς οι εργολάβοι/κατασκευαστές αλλά και οι προμηθευτές 9 οικοδομικών υλικών εκμεταλλεύονται τους ιδιοκτήτες και υπερχρεώνουν τους ιδιοκτήτες, εκμεταλλευόμενοι την έλλειψη νομιμότητας. Σε πολλές βέβαια από τις περιπτώσεις αυτές υπάρχει και το «κρυφό» κόστος, όπως βεβαίως και τα πρόστιμα ή οι μελλοντικές επιβαρύνσεις λόγω μη πρόβλεψης των απαραίτητων περιφερειακών λειτουργιών (όπως για παράδειγμα συνδέσεις με τα κεντρικά δημόσια δίκτυα). Σε κάθε όμως περίπτωση, η έννοια του κόστους (σε σχέση με το όφελος) είναι σχετική και πολλές φορές υποκειμενική. Δεν είναι λίγες οι περιπτώσεις ιδιοκτητών ή/και εταιρειών ανάπτυξης ακινήτων που αποφασίζουν να χρησιμοποιήσουν ακριβά και άσχετα με τη λειτουργικότητα του κτιρίου υλικά (π.χ. γυαλί, μάρμαρο) μόνο και μόνο γιατί εκτιμούν ότι αυτά βελτιώνουν την εικόνα του ακινήτου και άρα την εμπορική του αξία. Άλλωστε ο ορθολογισμός δεν είναι ο κανόνας στις αγορές. Οι κάτοχοι πολυτελών αυτοκινήτων δεν έχουν κάνει (στις περισσότερες των περιπτώσεων) ανάλυση κόστους/οφέλους πριν αποφασίσουν την απόκτησή τους. Σε ένα μεγάλο βαθμό, η έννοια του «υποκειμενικού κόστους» συνδέεται και με το σύστημα των αξιών. Όμως οι κυρίαρχες αξίες επηρεάζουν και το αντικειμενικό κόστος. Οι λεγόμενες εξωτερικές επιβαρύνσεις συνήθως δεν λαμβάνονται υπόψιν στον υπολογισμό της αξίας των ακινήτων και βεβαίως δεν πληρώνει κανείς γι αυτές. Οι εξωτερικές επιβαρύνσεις αφορούν στις βλάβες στα οικοσυστήματα, στο νερό, τον αέρα κτλ. από την εξόρυξη, την παραγωγή και την εμπορία των υλικών, αφορούν στις επιπτώσεις στο κλίμα από την σπατάλη ενέργειας κατά τη λειτουργία των κτιρίων, αφορούν στις δαπάνες για την υγεία που σχετίζονται με την αστικοποίηση, αφορούν στην όχληση και το θόρυβο κατά τη διάρκεια της κατασκευής (που μπορεί για παράδειγμα να επηρεάζει την αποδοτικότητα της εργασίας σε γειτονικά γραφεία), αφορούν στο κόστος για τις χωματερές για την απόθεση των σκουπιδιών και πολλά άλλα. Αρκετές μελέτες έχουν προσπαθήσει άλλοτε με λιγότερη και άλλοτε με περισσότερη επιτυχία να ποσοτικοποιήσουν τις εξωτερικές αυτές επιβαρύνσεις, το σίγουρο όμως είναι ότι στο βαθμό που δεν αναγνωρίζονται επίσημα, δεν εισάγονται ως παράγοντες στην αγορά και δεν ενσωματώνονται στις τιμές. Ουσιαστικά δημιουργούν και μια κουλτούρα «αποφυγής ή μετακύλισης του κόστους» που τείνει να συμπεριλάβει στις εξωτερικές οικονομίες και στοιχεία τα οποία θα έπρεπε να συνυπολογίζονται στο κόστος κατασκευής. Για παράδειγμα, η πλημμελής οργάνωση των εργοταξίων, η κατάληψη δρόμων από οχήματα και υλικά, η μη πρόβλεψη για την αποφυγή σκόνης ή υγρών αποβλήτων από τις οικοδομικές εργασίες κτλ., αποτελούν παρεκκλίσεις από την νομιμότητα με στόχο την μεγιστοποίηση του κέρδους στο επίπεδο του εργολάβου. Η διαμόρφωση βέβαια του κόστους εξαρτάται και από την νομοθεσία. Αυτή μπορεί να επηρεάσει την οικονομία των κατασκευών θετικά (π.χ. μέσω κινήτρων και απαλλαγών) αλλά και αρνητικά μέσω της υποχρέωσης ενσωμάτωσης στοιχείων του εξωτερικού κόστους. Επίκαιρο παράδειγμα είναι τα οικοδομικά απορρίμματα (μπάζα), τα οποία σημειωτέον αποτελούν το 40% του συνόλου των απορριμμάτων που καταλήγουν στις χωματερές. Αν για την ειδική αυτή κατηγορία σκουπιδιών αυξάνονταν τα τέλη αποκομιδής, τότε θα αυξάνονταν προφανώς οι δαπάνες στο επίπεδο του κατασκευαστή και επομένως οι τιμές των ακινήτων. Αυτό όμως με τη σειρά του θα δημιουργούσε τις προϋποθέσεις για την προώθηση της ανακύκλωσης των οικοδομικών υλικών και την εξασφάλιση της βιωσιμότητας των επιχειρήσεων που θα αναλάμβαναν αυτό το έργο. Κάτι τέτοιο επιχειρεί να εισαγάγει στην Ελλάδα ο Νόμος 2939/01 (ΦΕΚ 179/6.8.2001) για την «Εναλλακτική Διαχείριση Συσκευασιών και άλλων Προϊόντων» στα οποία συμπεριλαμβάνονται και τα οικοδομικά απορρίμματα. Οι παραγωγοί των υλικών αυτών θα είναι πλέον υποχρεωμένοι να πληρώνουν τέλος στον Διαχειριστή του Συστήματος που θα φροντίζει για την αξιοποίησή τους. 10 Για τον υπολογισμό του συγκριτικού κόστους της οικολογικής δόμησης, χρειάζεται ένα αντικειμενικό σύστημα αναφοράς. Αυτό προσδιορίζεται από τη μια μεριά από τη μεθοδολογία κοστολόγησης των συμβατικών κτιρίων και γενικότερα των κατασκευών και από την άλλη από την ερμηνεία του όρου «οικολογικός». Τα επίσημα συστήματα βαθμονόμησης των πράσινων κτιρίων που έχουν υιοθετηθεί σε διάφορες χώρες, παρέχουν μια αρκετά αντικειμενική βάση για την απόδοση αυτού του χαρακτηρισμού και ταυτόχρονα διευκολύνουν τους ειδικούς να προχωρήσουν στην αναλυτική κοστολόγηση. Σε γενικές πάντως γραμμές, στα περισσότερα μέρη του κόσμου όπου υπάρχει σημαντική δραστηριότητα στον τομέα της οικολογικής δόμησης, το πρώτο βήμα το έκανε ο δημόσιος τομέας. Αυτό είναι φυσικό αφού το κόστος του κεφαλαίου για τις κυβερνήσεις είναι σχετικά χαμηλό και η απόσβεση δεν έχει σαφώς την ίδια σημασία με αυτήν του ιδιωτικού τομέα. Στη συνέχεια, και καθώς τα σημαντικά οικονομικά και άλλα οφέλη άρχισαν να διαφαίνονται σε συνδυασμό με το χαμηλό επιπλέον κόστος (συγκρινόμενο με τις συμβατικές κατασκευές) ο ιδιωτικός τομέας άρχισε να δείχνει σοβαρό ενδιαφέρον. Σήμερα, τα μισά από τα πιστοποιημένα πράσινα κτίρια στις ΗΠΑ ανήκουν σε ιδιωτικές εταιρείες, ενώ δειλά-δειλά άρχισαν να προστίθενται και ακίνητα προς εκμετάλλευση. Είναι γενικά παραδεκτό ότι τρεις είναι οι συνιστώσες που προσδιορίζουν το κατασκευαστικό κόστος: 1. Το κόστος για την απόκτηση της γης. Εφόσον υπάρχει η πρόθεση της οικολογικής δόμησης, είναι σημαντικό το οικόπεδο που θα αγοραστεί να προσφέρει μια σειρά από ευνοϊκές προϋποθέσεις. Στις ΗΠΑ το σύστημα βαθμονόμησης LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) ως τέτοιες αναγνωρίζει, για παράδειγμα, την εγγύτητα από γραμμές μέσων μαζικής μεταφοράς, την πολεοδομική πυκνότητα και τη χαμηλή όχληση από γειτονικούς περιβαλλοντικούς παράγοντες. Ο επαρκής ηλιασμός είναι επίσης απαραίτητος όπως επίσης και οι συνθήκες για καλό φυσικό αερισμό και καλή ποιότητα αέρα. Οι δυνατότητες συγκράτησης του νερού της βροχής και η φυτοκάλυψη λαμβάνονται επίσης υπόψιν. Εάν χρειαστούν εργασίες κατεδάφισης είναι σημαντικό να υπάρχει η δυνατότητα της ανακύκλωσης ή/και της επαναχρησιμοποίησης των υλικών ή δυνατόν επί τόπου. Πάντως, δεν είναι καθόλου σίγουρο πως οικόπεδα με τα παραπάνω χαρακτηριστικά είναι και κατ ανάγκην ακριβότερα. Άλλωστε αρκετοί δήμοι, δυστυχώς όχι στην Ελλάδα, έχουν αρχίσει να επιδοτούν την αγορά γης για οικολογική δόμηση αντισταθμίζοντας έτσι το πιθανόν επιπλέον κόστος. 2. Το άμεσο κατασκευαστικό κόστος. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα που δείχνουν ότι η οικολογική δόμηση δεν είναι αναγκαστικά ακριβότερη. Όλα βέβαια εξαρτώνται από το σωστό σχεδιασμό και την επιλογή ή όχι εξεζητημένων τεχνολογιών. Εάν για παράδειγμα θέλει κανείς να έχει πλήρη (100%) ενεργειακή αυτονομία και μάλιστα με ΑΠΕ, τότε το κόστος μπορεί να γίνει έως και απαγορευτικά υψηλό. Αν αντίθετα ο ενεργειακός σχεδιασμός γίνει με ρεαλισμό, λαμβάνοντας υπόψιν τις ώριμες τεχνολογίες, την κατάσταση του μικροκλίματος, τις ανάγκες των χρηστών και τις δυνατότητες που προσφέρει το κέλυφος των κτιρίων, τότε το επιπλέον κόστος μπορεί να είναι και μηδενικό, έως και αρνητικό. Μια μελέτη για το Ολυμπιακό Χωριό της Αθήνας, η οποία δυστυχώς δεν εφαρμόστηκε, έδειξε πως ένα ημι-κεντρικό ενεργειακό σύστημα ψύξης θέρμανσης με βάση το φυσικό αέριο, ήταν φτηνότερο από οποιαδήποτε συμβατική κατασκευή, τόσο στο επίπεδο της αρχικής επένδυσης όσο και στο επίπεδο του χρήστη-καταναλωτή. Σημαντικό ποσοστό του κόστους εξαρτάται προφανώς από τα υλικά. Η τιμή των υλικών (που επιτελούν την ίδια χρήση ή έχουν παρόμοιες ιδιότητες) 11 ποικίλει ανάλογα με το μέγεθος της αγοράς. Σε χώρες, όπως για παράδειγμα η Σουηδία, όπου η θερμομόνωση έχει σημαντική παράδοση και τα υπερμονωμένα κτίρια είναι πλέον ο κανόνας, το κόστος των υλικών όπως τα διπλά τζάμια, είναι σαφώς χαμηλότερο απ ότι σε χώρες όπου η τεχνολογίες αυτές μόλις αναδύονται. Το ίδιο ισχύει και για τα κόστη του τεχνικού προσωπικού : η σπανιότητα ανεβάζει τις τιμές και επιμηκύνει τους χρόνους κατασκευής (πράγμα που επίσης μεταφράζεται σε όρους οικονομικούς). Μια σημαντική επίσης συνιστώσα του κόστους είναι η τοπικότητα. Σύμφωνα με τη Εθνική Στατιστική Υπηρεσία της Ελλάδας, στο διάστημα 2003-2004 το κόστος πολλών οικοδομικών υλικών ( τσιμέντο, τούβλα, γαρμπίλι, χαλίκι, άμμος, ασβέστης, μάρμαρο, κεραμίδια και σίδερο) αυξήθηκε από 6 έως 28% λόγω της ανόδου της τιμής του πετρελαίου. Αντίστοιχες ανατιμήσεις έγιναν ή αναμένονται να γίνουν και σε είδη εξοπλισμού, κυρίως σε όσα προέρχονται από ενεργοβόρες βιομηχανίες ή βασίζονται σε παράγωγα του πετρελαίου. Τέτοια προϊόντα είναι για παράδειγμα τα καλώδια, τα πλαστικά και τα είδη υγιεινής. Τη μεγαλύτερη αύξηση την είχε ο χάλυβας, όχι όμως λόγω του αυξημένου ενεργειακού κόστους στο επίπεδο της παραγωγής, αλλά κυρίως λόγω του υπερδιπλασιασμού του ναύλου: από τα 45 € ο τόνος έφτασε μέσα σε ένα μόνο χρόνο τα 100 €. Μέσα βέβαια σε μια τόσο ασταθή και ρευστή αγορά τα κόστη για την προμήθεια οικολογικών υλικών φαίνονται αστεία. Η μείωση όμως του τμήματος εκείνου του κόστους που αντιστοιχεί στο μεταφορικό έργο, είναι σε κάθε περίπτωση εξαιρετικής σημασίας και πολύ επίκαιρη. 3. Έμμεσο κατασκευαστικό κόστος. Η οικολογική δόμηση στηρίζεται πριν απ όλα στον σωστό και ολοκληρωμένο σχεδιασμό. Οι αποφάσεις στο επίπεδο του σχεδιασμού θα καθορίσουν εν τέλει και το πιθανό επιπλέον κόστος ή και την εξοικονόμηση χρημάτων. Το ισοζύγιο αυτό δεν είναι δεδομένο εξ αρχής, όπως για παράδειγμα συμβαίνει στην τυποποιημένη δόμηση, αλλά εξαρτάται από τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του έργου και τους επιδιωκόμενους στόχους. Καθοριστική σημασία έχουν επίσης οι απαιτήσεις και οι ανάγκες των χρηστών και η ύπαρξη ή μη υποχρεωτικής νομοθεσίας. Τέλος στοιχεία όπως η μορφολογία του οικοπέδου, η κλιματική ζώνη, το μικροκλίμα, η διαθεσιμότητα των υλικών, η γενικότερη κατάσταση της αγοράς των οικολογικών υλικών και των προϊόντων, θα επηρεάσουν σημαντικά τόσο τις προτάσεις όσο και το συνδεδεμένο με αυτό υπερβάλλον κόστος (αν υπάρχει). Θα μπορούσε μάλιστα να ισχυριστεί κανείς ότι το μόνο κόστος που δεν θα έπρεπε να αποφεύγουν οι κατασκευαστές είναι το κόστος των επιπλέον μελετών. Πρόκειται για μελέτες που περιλαμβάνουν πολλές ειδικότητες μηχανικών και άλλων επιστημόνων με τα χαρακτηριστικά της διεπιστημονικότητας. Πέραν από τη δουλειά του μηχανικού απαιτούνται ειδικές συνδρομές από αρχιτέκτονες τοπίου, ενεργειολόγους, φυσικούς, γεωπόνους, περιβαλλοντολόγους, οικονομολόγους κτλ. Η πολλαπλότητα των ειδικοτήτων και το πολυπρόσωπο των ομάδων κάνει προφανώς την υπηρεσία αυτή ακριβότερη, όμως το κόστος αυτό μπορεί εύκολα να συμψηφιστεί με τα πολλαπλά οφέλη που προκύπτουν από τις «έξυπνες» λύσεις, την αποφυγή περιττών στοιχείων της κατασκευής και το μειωμένο λειτουργικό κόστος. Στην παρούσα φάση, οι αμοιβές των μελετητικών αυτών ομάδων έρχονται να προστεθούν στις αμοιβές των συμβατικών μελετητών, όμως σταδιακά και καθώς η αγορά θα ενσωματώνει την οικολογική δόμηση στις προδιαγραφές των έργων, το επιπλέον αυτό κόστος θα αποτελεί αναπόσπαστο τμήμα των απαιτούμενων μελετών για την έκδοση πολεοδομικής άδειας. Σ’ αυτό θα βοηθήσει βέβαια και η νομοθεσία με τις υποχρεωτικές της διατάξεις, αλλά και η πιστοποίηση (η οποία άλλωστε έχει και αυτή το δικό της κόστος). Συνήθως, κάθε επιπλέον 12 απαίτηση στο επίπεδο των μελετών και του σχεδιασμού (όπως είναι για παράδειγμα η αυξημένη αντισεισμική προστασία, ή προστασία παραδοσιακών οικισμών και συνόλων) αρχικά προκαλεί δυσφορία στην αγορά και αντιμετωπίζεται αρνητικά, δεδομένου ότι σε αυξάνει το κόστος κατασκευής. Όμως με τον καιρό η απαίτηση αυτή γίνεται αποδεκτή, και κυρίως, οι χρήστες και οι ιδιοκτήτες των κτιρίων συνειδητοποιούν ότι αυτό είναι προς όφελος και του κτιρίου και του περιβάλλοντος και της ίδιας της ζωής τους. ΤΑ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΑ (ΚΑΙ ΟΧΙ ΜΟΝΟ) ΟΦΕΛΗ Η οικολογική δόμηση αυξάνει την εμπορική αξία των ακινήτων. Η σχεδόν αξιωματική αυτή διατύπωση ενισχύεται από τις έρευνες που έχουν γίνει στο επίπεδο των χρηστών. Στις περισσότερες απ αυτές, φαίνεται ότι ένα όλο και μεγαλύτερο ποσοστό αγοραστών/ενοικιαστών αποφασίζει με κριτήριο τα ζητήματα ποιότητας και τις συνθήκες υγιεινής και διαβίωσης. Έτσι, και παρά το γεγονός ότι δεν υπάρχουν ακόμη αρκετά στατιστικά δεδομένα, φαίνεται λογικό ότι κτίρια με μειωμένα έξοδα λειτουργίας και βελτιωμένα ποιοτικά χαρακτηριστικά, μπορούν να πετύχουν καλύτερες τιμές στην αγορά και να μισθώνονται με υψηλότερα ενοίκια. Είναι βέβαια θέμα των ιδιοκτητών και των μεσαζόντων να επικοινωνήσουν το στοιχείο αυτό στους καταναλωτές με την κατάλληλη εμπορική πολιτική και την προβολή των πλεονεκτημάτων. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα όπου οι πολίτες είναι διατεθειμένοι να πληρώσουν περισσότερο για καλύτερες και πιο αξιόπιστες υπηρεσίες, πολύ περισσότερο όταν πρόκειται για το μέρος όπου περνούν το μεγαλύτερο μέρος της ζωής τους. Η αύξηση της αξίας των πράσινων κτιρίων θα έχει αργά ή γρήγορα επιπτώσεις και στη συμπεριφορά των τραπεζών. Δάνεια με χαμηλότερα επιτόκια ή και σε μεγαλύτερα ποσά θα αποτελέσουν μέρος της στρατηγικής του χρηματοπιστωτικού συστήματος για την προσέλκυση νέων πελατών στις περιπτώσεις όπου ο οικολογικός χαρακτήρας μπορεί να πιστοποιηθεί από ανεξάρτητους οργανισμούς. Πάντως από μια πολύ πρόσφατη μελέτη (California Sustainable Building Task Force, 2003) προκύπτει ότι το σημαντικότερο οικονομικό όφελος από τα πράσινα κτίρια συνδέεται με την αύξηση της παραγωγικότητας (στην περίπτωση των επαγγελματικών χώρων) και την μείωση των προβλημάτων υγείας (σύνδρομο του άρρωστου κτιρίου). Τα ακριβή ποσοστά φαίνονται στο παρακάτω διάγραμμα. 13 Οικονομικά οφέλη που προκύπτουν από την οικολογική δόμηση σε κτίρια γραφείων. Πηγή: California’s Sustainable Building Task Force, 2003 Τα κέρδη στο επίπεδο της υγείας και της ποιότητας ζωής των ενοίκων προκύπτουν κυρίως από την βελτίωση των χαρακτηριστικών του εσωτερικού αέρα, τη βελτίωση των συνθηκών φωτισμού, την βελτίωση του ακουστικού περιβάλλοντος και την ενίσχυση του αισθήματος του ευ ζειν. Οι ανωτέρω παράγοντες είτε μεταφράζονται σε καθαρό κόστος περίθαλψης σε περίπτωση ασθένειας είτε σε κόστος παραγωγικότητας λόγω μειωμένης απόδοσης ή απουσιών από την εργασία. Το γεγονός ότι τα κέρδη στην υγεία και την παραγωγικότητα συγκεντρώνουν ένα τόσο μεγάλο ποσοστό (70%) οφείλεται στο επίσης υψηλό ποσοστό του συντελεστού των μισθών στο σύνολο των εξόδων σε ένα κτίριο γραφείων, όπως χαρακτηριστικά φαίνεται στον παρακάτω πίνακα. Σε ότι αφορά την μείωση των εξόδων λειτουργίας και συντήρησης, θα πρέπει να σημειώσουμε πως αυτό αφορά εν μέρει το σχεδιασμό, αλλά κυρίως αφορά τη διαδικασία λειτουργικής παραλαβής και παρακολούθησης του έργου (commissioning) και στις δυνατότητες που προσφέρονται σήμερα για εγκατάσταση, λειτουργία και διαχείριση των συστημάτων από εξειδικευμένες εταιρείες (ESCO). 14 Σύγκριση των συνιστωσών του λειτουργικού κόστους σε ένα κτίριο γραφείων. Πηγή : Builiding Research Establishment 2001 Η έρευνα έγινε για μια ορισμένη κατηγορία κτιρίων (αυτά που είχαν πιστοποιηθεί ως «αργυρά» σύμφωνα με την κατάταξη του LEED. βλ. σχετικά και στο κεφάλαιο για την πιστοποίηση). Εξετάσθηκαν 33 κτίρια και τα οφέλη υπολογίσθηκαν για μια περίοδο 20 ετών. Για την ακρίβεια, υπολογίσθηκε η Καθαρή Παρούσα Αξία-ΚΠΑ (Net Present Value) που ορίζεται ως η διαφορά ανάμεσα στην αξία της επένδυσης στο μέλλον και της παρούσας αξίας, αφού ληφθούν υπόψιν ο πληθωρισμός και η απόσβεση του κεφαλαίου. Αν η ΚΠΑ είναι θετική, τότε μπορεί να προχωρήσει κανείς στην επένδυση. Αν όχι, πρέπει να επανεξετάσει τα δεδομένα και ενδεχομένως να αναθεωρήσει τον αρχικό σχεδιασμό. Με βάση λοιπόν αυτές τις παραδοχές, προέκυψε ότι τα πράσινα κτίρια προσφέρουν κατά μέσον όρο ένα οικονομικό όφελος της τάξης των 500 $/m2, όμως το όφελος αυτό διανέμεται συνήθως σε περισσότερους από έναν παράγοντες. Αυτό είναι φυσικό αφού η εμπλοκή του καθενός από τους ενδιαφερόμενους γίνεται σε διαφορετικό στάδιο και τα συμφέροντά τους δεν συμπίπτουν αναγκαστικά. Προκειμένου λοιπόν να γίνουν κατανοητά, τόσο τα εμπόδια όσο και οι κίνδυνοι από τη μεριά εκείνων που θα χρειαστεί να πάρουν αποφάσεις, είναι απαραίτητο να αναφερθούμε στη δομή του συστήματος λήψης αποφάσεων και στους διαφορετικούς ρόλους που ο κάθε ένας παράγοντας καλείται να διαδραματίσει. Προφανώς η ανάλυση αυτή έχει νόημα στην περίπτωση των μεγάλων έργων και όχι στην περίπτωση της ατομικής κατοικίας, για παράδειγμα, όπου η απόφαση λαμβάνεται από ένα πρόσωπο (τον ιδιοκτήτη και χρήστη). Γενικά διακρίνονται οι ακόλουθες κατηγορίες εμπλεκομένων: Επενδυτές: είναι υπεύθυνοι για την εξασφάλιση της χρηματοδότησης και ενδιαφέρονται για την επιστροφή του κεφαλαίου, τα έσοδα από την ενοικίαση και τις ενδογενείς αξίες του ακινήτου 15 Εταιρείες οικοδομικής ανάπτυξης: είναι υπεύθυνοι για να καλύψουν το κόστος της πρώτης φάσης που ενδεχομένως θα καθορίσει και την αξία του προϊόντος (και επομένως τα περιθώρια κέρδους). Συνήθως ενδιαφέρονται για την ελκυστικότητα που θα έχει η κατασκευή και την εικόνα την οποία μπορούν να προβάλουν στους χρήστες ή στους αγοραστές διαμέσου του έργου. Ενοικιαστές : αυτοί επιβαρύνονται με το σύνολο του λειτουργικού κόστους του κτιρίου και τις πιθανές επιπτώσεις του εσωτερικού περιβάλλοντος στην υγεία τους. Παράλληλα ενδιαφέρονται και για την γενικότερη εικόνα της κατασκευής. Ιδιοκτήτες-χρήστες : τους αφορούν τόσο το κόστος μελέτης/κατασκευής, όσο και το λειτουργικό κόστος του κτιρίου. Είναι επομένως εκείνοι που πρώτοι θα πρέπει να ενδιαφερθούν για μια ανάλυση κύκλου ζωής που θα τους βοηθήσει να πάρουν τις σωστές αποφάσεις για τις επιλογές υλικών, μηχανημάτων και συστημάτων που θα χρησιμοποιηθούν στο κτίριο. Κατανομή της οικονομικής επιβάρυνσης στις διάφορες κατηγορίες εμπλεκομένων στα κτίρια. Πηγή : Builiding Research Establishment 2001. Με βάση τα στοιχεία του παραπάνω πίνακα, γίνεται φανερό πως το μεγαλύτερο μέρος του λειτουργικού κόστους των κτιρίων βαρύνει τους ενοικιαστές ή τους ιδιοκτήτες/ χρήστες και καθόλου τους κατασκευαστές και τις εταιρείες ανάπτυξης ακινήτων. Όμως τα μεγάλα κέρδη βρίσκονται στη φάση της λειτουργίας (εξοικονόμηση πόρων και ενέργειας, υγεία, κύρος/εικόνα) απ όπου κατά κανόνα οι επενδυτές έχουν αποσυρθεί. Η αναντιστοιχία αυτή είναι και η ρίζα του προβλήματος. Αν εξαιρέσουμε την ελκυστικότητα που παρουσιάζουν τα πράσινα κτίρια για το ενημερωμένο κοινό και εξ αυτού την δυνατότητα παραγωγής προστιθέμενης αξίας στο ακίνητο, δεν υπάρχουν άλλα σοβαρά οικονομικά κίνητρα για τους δύο πρώτους παράγοντες. Για το λόγο αυτό, οι οποιεσδήποτε οικονομικές ενισχύσεις, επιδοτήσεις και φοροαπαλλαγές από την πλευρά του κράτους ή δάνεια και διευκολύνσεις από την πλευρά των τραπεζών, θα επηρεάσουν σαφώς την αγορά και τις αποφάσεις των επιχειρηματιών του κλάδου. Το δημόσιο μπορεί όμως να επηρεάσει τα πράγματα και με άλλους τρόπους : ο πιο απλός είναι να ενσωματώσει αρχές και απαιτήσεις οικολογικής δόμησης στους όρους των διαγωνισμών και να υποχρεώσει τους διαγωνιζόμενους να κάνουν προσφορές και για την 16 λειτουργία και την συντήρηση του κτιρίου. Ένας δεύτερος τρόπος είναι να συμβληθεί το κράτος ή οι κρατικές εταιρείες που ενδιαφέρονται για την ανάπτυξη ακινήτων με ιδιωτικούς φορείς σε μικτά σχήματα στα οποία οι οικολογικές προδιαγραφές να αποτελούν μέρος του συμβολαίου. Ένα από αυτά τα σχήματα προβλέπει τη μη ανάμιξη του δημοσίου στο επενδυτικό σχήμα (εκτός από τα έξοδα των διαγωνισμών και πιθανώς την παραχώρηση του οικοπέδου) αλλά την ενοικίασή του μετά την ολοκλήρωση και την προμήθεια του εξοπλισμού, ενώ τη λειτουργία την αναλαμβάνει μια εταιρεία παροχής υπηρεσιών (που μπορεί να είναι και ο ανάδοχος του έργου). ΤΑ ΛΑΜΠΡΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ Είναι γεγονός πως ούτε οι προειδοποιήσεις των επιστημόνων για την επερχόμενη Κλιματική Αλλαγή, ούτε η νομοθεσία, ούτε τα οικονομικά κίνητρα μπορούν να παίξουν τόσο σημαντικό ρόλο στο άνοιγμα της αγοράς και στην προώθηση της οικολογικής δόμησης, όσο οι ίδιες οι πετυχημένες εφαρμογές. Η διάλυση των φόβων και των μύθων απέναντι στο καινούργιο, η άρση των εμποδίων που δημιουργεί η αδράνεια των παραδοσιακών (ή καλύτερα των συμβατικών) δομών και η επιβεβαίωση στην πράξη αυτού που πολλές φορές ακούγεται ως μακρινή ουτοπία, δεν θα βρουν καλύτερο σύμμαχο από το ίδιο το παράδειγμα, αυτό που μπορεί με τους εγγενείς του πολλαπλασιαστικούς μηχανισμούς να διαδώσει τις νέες ιδέες σε μακρινές αποστάσεις, όπως ο σπόρος που μεταφέρεται από τον άνεμο. ΣΤΙΣ ΗΠΑ ΤΗΣ ΠΡΩΤΟΠΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΑΝΤΙΦΑΣΕΩΝ… Ο ΠΥΡΓΟΣ ΤΗΣ ΕΛΕΥΘΕΡΙΑΣ. Οι ΗΠΑ είναι η χώρα των ακροτήτων. Είναι γνωστό ότι επί κυβερνήσεως Μπους, οι ΗΠΑ αντέδρασαν στην αποδοχή του Πρωτοκόλλου του Κιότο, κατηγορήθηκαν ότι ξεκίνησαν έναν ακόμη βρώμικο πόλεμο για το πετρέλαιο και αποφάσισαν να αναθερμάνουν το πρόγραμμα των πυρηνικών εργοστασίων, τη στιγμή που στην Ευρώπη η μία μετά την άλλη οι κυβερνήσεις εγκατέλειπαν την επικίνδυνη αυτή τεχνολογία.. Για παράδειγμα, το πρώτο βήμα για τον περιορισμό της πυρηνικής ενέργειας για ηλεκτροπαραγωγή αποφασίστηκε στην Γερμανία το καλοκαίρι του 2000. Η ιστορική αυτή απόφαση μεταξύ του τότε καγκελάριου Γκέρχαρντ Σρέντερ και των εκπροσώπων των βιομηχανιών ενέργειας, κατέληξε στον παροπλισμό των πυρηνικών εργοστασίων μέχρι το 2021. Έτσι η Γερμανία έγινε η πρώτη μεγάλη βιομηχανική χώρα σταδιακά απομακρύνεται από την πυρηνική ενέργεια. Από την άλλη όμως μεριά, η ΗΠΑ είναι η χώρα εκείνη που έχει να επιδείξει τις πιο πρωτοποριακές εφαρμογές στους τομείς της εξοικονόμησης ενέργειας και της οικολογικής δόμησης. Ήδη από τη δεκαετία του ‘80 ένα πλήθος κατασκευών σε δημόσια και ιδιωτικά έργα έκαναν πράξη την απαίτηση για κτίρια πιο φιλικά προς τους χρήστες, με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, με χρήση ανακυκλωμένων και μη τοξικών υλικών, με αξιοποίηση των χαρακτηριστικών του μικροκλίματος, με προσοχή στην αισθητική και την μορφολογία του τοπίου, με χρήση προηγμένων τεχνολογιών, ιδιαίτερα της μικροηλεκτρονικής και των αυτοματισμών. Το 1994, ο πρόεδρος Κλίντον ανακοίνωσε μια σημαντική πρωτοβουλία για το Πρασίνισμα του Λευκού Οίκου. Το πρόγραμμα περιελάμβανε 50 διακεκριμένα μέτρα – στα οποία συμπεριλαμβάνονταν ακόμα και η συλλογή του βρόχινου νερού – και με πρόβλεψη για συμπληρωματικά βήματα για τα επόμενα 20 χρόνια. Η συμβολική και εκπαιδευτική πλευρά αυτής της απόφασης ήταν προφανής. Τον Λευκό Οίκο τον επισκέπτονται ετησίως γύρω στα 1,5 εκ. τουρίστες. 17 Μακέτα του Πύργου της Ελευθερίας που θα κατασκευαστεί στη θέση των Δίδυμων Πύργων της Νέας Υόρκης. Το νέο κτίριο θα παράγει ενέργεια από τον άνεμο και θα χρησιμοποιεί τις πιο σύγχρονες αρχές της οικολογικής δόμησης Τρία χρόνια νωρίτερα, το Αμερικανικό Ινστιτούτο Αρχιτεκτονικής αποφάσιζε την κυλιόμενη έκδοση ενός ετήσιου Περιβαλλοντικού Οδηγού που περιελάμβανε οδηγίες για την ορθολογική χρήση της ενέργειας, την σωστή πολεοδόμηση, την αξιολόγηση των υλικών κτλ. καθώς και επιτυχημένα παραδείγματα. Σε γενικές γραμμές, η δεκαετία του 90 είναι ίσως η πιο γόνιμη περίοδος για τις οικολογικές κτιριοδομικές εφαρμογές και ένα πλήθος φορέων κάνουν την εμφάνισή τους σε ομοσπονδιακό ή πολιτειακό επίπεδο. Μεταξύ αυτών το Συμβούλιο Πράσινης Δόμησης (U.S. Green Building Council – U.S.G.B.C.) επιφορτισμένο με τα προγράμματα για τα εμπορικά κτίρια και το πρόγραμμα της Ενεργειακής Επίδοσης των Κτιρίων (Energy Star Buildings) που αφορά τις βελτιώσεις στα υπάρχοντα κτίρια και με στόχο τη μείωση της κατανάλωσης της ενέργειας στο 50%! Ανάλογα ήταν και τα κίνητρα που ώθησαν στην καθιέρωση του συστήματος που ονομάστηκε Προδιαγραφές για τον Αειφορικό Σχεδιασμό (Sustainable Design Guidelines) που αφορούσαν ιδιαίτερα τις κατευθύνσεις για την ανάπλαση της περιοχής του Παγκόσμιου Κέντρου Εμπορίου (World Trade Center) ιδιαίτερα μετά την καταστροφή των Δίδυμων Πύργων στις 11 Σεπτεμβρίου του 2001. Στόχος του κυβερνήτη της Νέας Υόρκης Τζορτζ Πατάκη είναι να περάσει έναν διπλό συμβολισμό στις νέες διευθετήσεις και κατασκευές: ότι η καρδιά του Μανχάταν μπορεί να ξαναβρεί την τρωθείσα αίγλη της υιοθετώντας τις αρχές της αειφορικότητας. Το νέο κτίριο που θα κατασκευασθεί στη θέση των ερειπίων, θα έχει ύψος 530 μέτρα, άρα θα είναι το υψηλότερο στον κόσμο. Το όνομά του: Πύργος της Ελευθερίας. Πέρα από τις ιδεολογικές σημασιοδοτήσεις, οι αμερικανοί φιλοδοξούν να καταστήσουν το κτίριο την πιο ασφαλή και οικολογική μεγα-κατασκευή που έγινε ποτέ στον κόσμο. Βιολογικά και χημικά φίλτρα θα προστατεύουν τον εσωτερικό αέρα από κάθε κακόβουλη ή τυχαία προσβολή, ενώ για τη θωράκισή του θα χρησιμοποιηθεί εκτεταμένα η τεχνολογία των αντιπυρικών ζωνών 18 και υλικών. Θα υπάρχουν ακόμη ασφαλή καταφύγια για τους ενοίκους, ειδικά κυκλώματα συναγερμού και ασφάλειας, ανελκυστήρες μόνο για τους πυροσβέστες σε κατάσταση ανάγκης και άθραυστοι υαλοφράκτες στο ισόγειο. Αν αυτά ακούγονται λίγο εφιαλτικά, αντισταθμίζονται από τα πράσινα χαρακτηριστικά του κτιρίου. Στα υψηλότερα πατώματα θα τοποθετηθούν ειδικά σχεδιασμένες ανεμογεννήτριες που θα μετατρέπουν την ισχύ του ανέμου σε ηλεκτρισμό καλύπτοντας έτσι ένα σημαντικό ποσοστό των αναγκών του κτιρίου σε ενέργεια. Τα υλικά θα έχουν όλα πιστοποιηθεί για τα φιλοπεριβαλλοντικά τους χαρακτηριστικά, και το χρησιμοποιημένο νερό, όπως και τα νερό της βροχής θα συλλέγονται και θα ανακυκλώνονται. Αντίστοιχα, τόσο η γεωμετρία των κατασκευών στο επίπεδο του εδάφους, όσο και οι διαμορφώσεις των εξωτερικών χώρων θα σχεδιαστούν ώστε να προσφέρουν ένα φιλικό και άνετο περιβάλλον τόσο στους εργαζομένους όσο και στους περιοίκους. Είναι άλλωστε γνωστό πως ένα από τα κυριότερα προβλήματα της μεγα-δόμησης ήταν η δημιουργία αφιλόξενων χώρων στο μικροπεριβάλλον τους. Η ανακοίνωση του σχεδίου για τον Πύργο της Ελευθερίας έγινε στις 4 Ιουλίου 2004, την Ημέρα της Ανεξαρτησίας των ΗΠΑ… ΤΟ ΠΡΩΤΟ ΒΡΑΒΕΙΟ. Το νέο κτίριο της εταιρείας Audubon (Μη Κερδοσκοπική Οργάνωση για την προστασία της φύσης) στο φυσικό πάρκο του Ντεπς στο Λος Άντζελες, είναι το πρώτο κτίριο που πήρε την Πλατινένια Διάκριση από το Συμβούλιο της Πράσινης Δόμησης των ΗΠΑ (U.S.G.B.C.). Η διάκριση αυτή γνωστή με το σήμα LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) που καθιερώθηκε το 2000. Δίνεται σε νέες κατασκευές (από το 2004 και σε υπάρχοντα κτίρια), ύστερα από αυστηρό έλεγχο των προδιαγραφών και των επιδόσεων των υποψήφιων κτιρίων. Τα κτίρια αξιολογούνται και πρέπει συνολικά να συγκεντρώσουν τουλάχιστον 26 μονάδες, σε έξι κατηγορίες :βιώσιμη τοποθεσία (μέγιστο 14 μονάδων), ενέργεια και περιβάλλον (μέγιστο 17 μονάδων), απόδοση υδάτινων πόρων (μέγιστο 5 μονάδων), υλικά και φυσικοί πόροι (μέγιστο 13 μονάδων), ποιότητα εσωτερικού περιβάλλοντος (μέγιστο 15 μονάδων), καινοτομία και σχεδιασμός (μέγιστο 5 μονάδων). Το κτίριο της Audubon στο Περιφερειακό Πάρκο του Ντεμπς (περιοχή του Λος Άντζελες) 19 Ο σχεδιασμός του κτιρίου της Audubon είχε από την αρχή εστιάσει σε ένα αριθμό από περιβαλλοντικούς στόχους που είναι στην καρδιά της αειφορικής δόμησης : αξιοποίηση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, χρήση ανακυκλωμένων υλικών κατασκευής, εξοικονόμηση νερού και προστασία του φυσικού τοπίου. Έτσι, για παράδειγμα, το κτίριο συνολικής επιφάνειας 500 m2, είναι ενεργειακά αυτόνομο και είναι το πρώτο κτίριο στην περιοχή του Λος Άντζελες που δεν συνδέεται με το ηλεκτρικό δίκτυο. Όχι γιατί …είναι παράνομο, αλλά γιατί δεν το έχει ανάγκη. Το σύνολο της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται παράγεται από τον ήλιο. Προκειμένου να ικανοποιήσει τα κριτήρια για την απόκτηση της Πλατινένιας διάκρισης σύμφωνα με την σήμανση LEED, ένα κτίριο πρέπει να συγκεντρώνει τουλάχιστον 52 μονάδες από το μέγιστο των 69 μονάδων. Το κτίριο της Audubon συγκέντρωσε 53 μονάδες, χάρις στις εξαιρετικές επιδόσεις του στην εξοικονόμηση νερού και τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Στην πραγματικότητα όλες οι πτυχές της δόμησης, από το αρχικό μέχρι το τελικό στάδιο, ήταν προσανατολισμένες στην ικανοποίηση των απαιτήσεων της σήμανσης LEED. Τα ανακυκλωμένα υλικά χρησιμοποιήθηκαν όπου ήταν δυνατόν : λιωμένα μέταλλα, ακόμα και όπλα, έγιναν οπλισμός του σκυροδέματος. Τα οργανικά (φυσικά) υλικά έθεσαν τέρμα στην αυτοκρατορία των πλαστικών σε όλα τα κινητά μέρη της επίπλωσης. Το πρόγραμμα LEED δίνει επίσης έμφαση στη χρήση υλικών που προέρχονται από τοπικές πρώτες ύλες ή έχουν κατασκευαστεί τοπικά. Είναι γνωστό άλλωστε ότι ένα από τα μεγαλύτερα σήμερα περιβαλλοντικά προβλήματα είναι η άντληση πόρων από οικολογικά ευαίσθητες και απομακρυσμένες περιοχές. Αυτό έχει ως συνέπεια την καταστροφή πολύτιμων οικοσυστημάτων και την μεγάλη κατανάλωση ενέργειας για τις μεταφορές. Ένας σημαντικός όρος για την επίτευξη της αειφορικότητας στη δόμηση είναι η μείωση του «οικολογικού αποτυπώματος» των κατασκευών και ο έλεγχος του «κύκλου ζωής» των υλικών και της ενέργειας. Με γνώμονα τα παραπάνω, το συγκεκριμένο έργο πέτυχε ώστε το 25% των οικοδομικών υλικών που χρησιμοποιήθηκαν να προέρχονται από τοπικούς πόρους και το 50% να έχουν κατασκευασθεί από τοπικής εμβέλειας βιομηχανικές ή βιοτεχνικές μονάδες. Και στις δυο περιπτώσεις η βαθμολογία που επιτεύχθηκε ήταν 2,5 φορές μεγαλύτερη απ αυτό που απαιτούσαν οι προδιαγραφές του προγράμματος LEED. Αξίζει να σημειωθεί ότι το Περιφερειακό Πάρκο του Ντεμπς όπου βρίσκεται το κτίριο της Audabon είναι ένα περιαστικό δάσος 3.000 περίπου στρεμμάτων με σημαντικά στοιχεία άγριας ζωής, αλλά κυρίως αποτελεί διέξοδο αναψυχής και επαφής με τη φύση δεκάδων χιλιάδων κατοίκων του Λος Άντζελες καθώς και πολλών νέων από τις φτωχές συνοικίες των λατινόφωνων μεταναστών για τους οποίους, τα μηνύματα της οικολογίας μέλει να αποδειχθούν πολύ πιο πολύτιμα από κάθε άλλη μορφή άμεσης ή έμμεσης προπαγάνδας. ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΗ ΜΕ ΒΡΕΤΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΓΕΡΜΑΝΙΚΗ ΤΑΥΤΟΤΗΤΑ Με μηδενικές εκπομπές Ενώ σε όλα τα μήκη και τα πλάτη της Γης οι φωνές για την προστασία του κλίματος πληθαίνουν, ορισμένοι δεν μένουν στα λόγια αλλά περνούν στη δράση. Στη Μεγάλη Βρετανία, για παράδειγμα, ένα ολόκληρο οικολογικό χωριό έγινε πραγματικότητα το 2000 χάρις στη συνδυασμένη προσπάθεια κράτους, τοπικής αυτοδιοίκησης και ιδιωτών. Το 20 αποτέλεσμα ήταν η δημιουργία του BedZed (από το Beddington Zero Energy Development) ενός συγκροτήματος αποτελούμενου από 100 κατοικίες και γραφεία συν εμπορικά καταστήματα συνολικής κτισμένης επιφάνειας 23.000 m2 στα νότια του Λονδίνου. Στόχος των εμπνευστών και των κατασκευαστών ήταν να αποδείξουν ότι η οικολογική δόμηση είναι δυνατή σε μεγάλη κλίμακα και μάλιστα με κατασκευές προορισμένες να συναγωνισθούν τις συμβατικές σε μια έτσι κι αλλιώς δύσπιστη και σκληρή αγορά. Η καινοτομία ξεκίνησε από το στάδιο των μελετών. Η αειφορικότητα έπρεπε να αποδειχθεί για κάθε συνιστώσα του σχεδίου: από τις λεπτομέρειες των κατασκευών, μέχρι τη διαθεσιμότητα των χρηστών να αλλάξουν συμπεριφορές και συνήθειες, και να προσαρμοστούν στα νέα δεδομένα. Ένας από τους στρατηγικούς στόχους, για παράδειγμα, ήταν η ελαχιστοποίηση της χρήσης των ΙΧ για τις μετακινήσεις εντός του οικισμού και η κατά το δυνατόν αποκλειστική χρήση των μέσων μαζικής μεταφοράς για τις μεγαλύτερες αποστάσεις. Βέβαια, η προσχώρηση σε ένα πλήρως αειφορικό σύστημα μεταφορών είναι και θέμα εκπαίδευσης, λένε οι διαχειριστές του προγράμματος, και με την έννοια αυτή η μετάβαση θα γίνει σταδιακά και με συμμετοχικές διαδικασίες. Σε αυτό βέβαια θα βοηθήσει και η ορθολογικότερη οργάνωση των μετακινήσεων από και προς τους χώρους εργασίας, αλλά και η κατανομή των εμπορικών δραστηριοτήτων εντός του οικισμού. Ήδη, τα πρώτα ηλεκτρικά αυτοκίνητα (μηδενικών εκπομπών) για τις εντός του οικισμού διαδρομές έκαναν την εμφάνισή τους. 21 Πάνω η μακέτα του οικισμού BedZed και κάτω μια λεπτομέρεια της στέγης ενός από τα κτίρια. Φαίνονται οι αεραγωγοί από τα συστήματα φυσικού αερισμού Η αρχική ιδέα ξεκίνησε από το BioRegional Development Group, μια οργάνωση για την τοπική αειφορική ανάπτυξη και έναν πρωτοπόρο αρχιτέκτονα τον Bill Dunster. Το πρόγραμμα ανέλαβε να υλοποιήσει το Peabody Trust, ένας οργανισμός παραγωγής εργατικών κατοικιών, υψηλών όμως προδιαγραφών και απαιτήσεων παρά το χαμηλό τους κόστος. Την όλη επιχείρηση υποστήριξε από την αρχή η διεθνής περιβαλλοντική οργάνωση WWF καθώς και ορισμένοι πολιτικοί μεταξύ των οποίων και ο αντιπρόεδρος Τζον Πρέσκοτ. Οι εργασίες ξεκίνησαν το 2000 και ήδη οι πρώτοι κάτοικοι βρίσκονται στον οικισμό. Σύμφωνα με τους υπεύθυνους του έργου «ο στόχος ήταν να γίνει η οικολογική δόμηση εύκολη, προσιτή και ελκυστική για το ευρύ κοινό». Η γενικότερη όμως επιδίωξή ήταν να πεισθεί ο κόσμος ότι μπορεί να ζήσει με αειφορικό τρόπο – περιορίζοντας για παράδειγμα το «οικολογικό του αποτύπωμα» στα 20 στρέμματα, όση είναι η κατά κεφαλή διαθέσιμη έκταση παγκοσμίως – χωρίς όμως να θυσιάσει τις ανέσεις του σύγχρονου τρόπου ζωής. Το κυριότερο επίτευγμα του BedZed ήταν το μηδενικό ισοζύγιο διοξειδίου του άνθρακα στον συνολικό ενεργειακό κύκλο. Αυτό επετεύχθη με δύο τρόπους: χρησιμοποίηση βιομάζας για τη συνδυασμένη παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρισμού και εκτεταμένη χρήση ηλιακής ενέργειας. Η βιομάζα κατά το στάδιο της ανάπτυξής της απορροφά διοξείδιο του άνθρακα. Κατά την καύση το απελευθερώνει, κάτω όμως από ορισμένες συνθήκες, το ισοζύγιο μπορεί να είναι μηδενικό. Με άλλους όρους, ο οικισμός προμηθεύεται το σύνολο της ενέργειας που χρειάζεται από ανανεώσιμες πηγές. Σ’αυτό βοήθησε και εξαιρετική (από ενεργειακής άποψης) απόδοση των κτιρίων: οι ανάγκες θέρμανσης είναι μειωμένες κατά 90% ! σε σχέση με τις συμβατικές κατασκευές και η συνολική κατανάλωση ενέργειας κατά 70%. Η ξυλεία που χρησιμοποιήθηκε στις κατασκευές ήταν εξολοκλήρου πιστοποιημένη από το Forest Stewardship Council (FSC) ενώ όλα τα οικοδομικά υλικά προέρχονταν από απόσταση όχι μεγαλύτερη των 60 km ελαχιστοποιώντας έτσι τις επιπτώσεις από τις βαριές μεταφορές. Επιπλέον, ο οικισμός διαθέτει ολοκληρωμένα συστήματα για την ανακύκλωση του νερού και των υγρών αποβλήτων, καθώς και πρόγραμμα ανακύκλωσης των σκουπιδιών με ανάκτηση του οργανικού φορτίου. 22 Ένα ποσοστό των διαμερισμάτων προορίζεται για πώληση σε τιμές ανάλογες με τα συμβατικά κτίρια, ενώ το 60% απ αυτά θα διατεθούν μέσω του Peabody Trust σε δικαιούχους χαμηλού εισοδήματος. Με τη χρησιμοποίηση υλικών τοπικής προέλευσης το έργο υποστήριξε σε σημαντικό βαθμό την τοπική οικονομία, ενώ ταυτόχρονα δημιούργησε έναν αριθμό από νέες θέσεις εργασίας σε τομείς όπως η επεξεργασία του νερού, οι εγκαταστάσεις ενέργειας, η επεξεργασία του ξύλου, οι συνδυασμένες μεταφορές και τα δίκτυα διακίνησης τροφίμων από τοπικά αγροκτήματα. Η επιτυχία του πιλοτικού αυτού προγράμματος στη Βρετανία, δημιούργησε σημαντικό αντίκτυπο στο εξωτερικό. Ήδη, οι βασικοί συντελεστές του BedZed, μετά από αίτηση των τοπικών κοινοτήτων, ετοιμάζονται να επαναλάβουν το πείραμα στις αρκετά διαφορετικές συνθήκες της Νότιας Αφρικής. Το νέο οικολογικό χωριό του κονσόρτσιουμ των Άγγλων κατασκευαστών θα βρίσκεται στο Ivory Park του Γιοχάνεσμπουργκ και θα περιλαμβάνει 30 κατοικίες και εμπορικό κέντρο. Δουλεύοντας μαζί με τους ντόπιους μηχανικούς, οι πρωτεργάτες του BedZed θέλουν να δουν πως τεχνικές αναπτυγμένες στη Δύση είναι δυνατόν να προσαρμοστούν στις ιδιαίτερες συνθήκες μιας αναπτυσσόμενης χώρας και ειδικότερα Αφρικανικής. ΕΝΑΣ ΟΙΚΙΣΜΟΣ ΜΕ ΚΕΡΔΗ ΑΠΟ ΤΟΝ ΗΛΙΟ Στη φωτογραφία φαίνεται το συγκρότημα των ηλιακών κατοικιών στο Φράϊμπουργκ της Γερμανίας. Ο οικισμός που λειτουργεί εδώ και 5 χρόνια, διακρίνεται για την υψηλή ποιότητα των κατασκευών και την οικολογική ταυτότητα των κτιρίων. Τα περισσότερα οικοδομικά υλικά προέρχονται από ανακύκλωση. Υπάρχουν συστήματα επαναχρησιμοποίησης του νερού και σειρά αυτοματισμών για τον έλεγχο των παραμέτρων λειτουργίας. Η μεγαλύτερη όμως καινοτομία βρίσκεται στην αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας. Τα φωτοβολταϊκά συστήματα στη στέγη, όχι μόνο καλύπτουν τις ενεργειακές ανάγκες των σπιτιών αλλά παράγουν και πλεόνασμα. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς, η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τα φωτοβολταϊκά συστήματα του οικισμού ξεπερνάει κατά 20% την μέση ετήσια κατανάλωση 23 των 12-14 kWh/m2 σε ένα τυπικό σπίτι. Το περίσσευμα της ενέργειας πουλιέται στο δίκτυο και τα έσοδα πηγαίνουν στα ταμεία της εταιρείας που έχει συσταθεί με τη συμμετοχή πολιτών της πόλης του Freiburg. Η εταιρεία είναι επίσης υπεύθυνη για τη διαχείριση της ενέργειας αλλά και για νέες επενδύσεις. Το Φράϊμπουργκ είναι ίσως η μοναδική πόλη στον κόσμο που παρουσιάζει μια τόσο μεγάλη πυκνότητα δραστηριοτήτων στην «αειφορική τεχνολογία» σε τρεις ταυτόχρονα άξονες: την έρευνα, τη βιομηχανική παραγωγή και τις εφαρμογές. Το Ινστιτούτο για την Ανάπτυξη της Ηλιακής Ενέργειας (ISE) είναι από τα πιο προηγμένα στον κόσμο. Η δραστηριότητά του επεκτείνεται σε μια σειρά από τομείς, όπως τεχνολογία οικοδομικών κατασκευών, φωτοβολταϊκά συστήματα, παραγωγή ενέργειας εκτός δικτύου, ηλεκτροπαραγωγή από ανανεώσιμες πηγές σε διασυνδεδεμένα συστήματα και τεχνολογία υδρογόνου. Μια νέα ερευνητική δραστηριότητα για εφαρμογές στον οικιακό τομέα είναι η ηλιακή ψύξη. Το ISE έχει προσανατολίσει την προσπάθειά του στην βελτιστοποίηση μικρών συστημάτων προσρόφησης (adsorption). Παράλληλα, προωθεί επιδεικτικές εφαρμογές (μια απ αυτές φιλοξενείται στο Εμπορικό και Βιομηχανικό Επιμελητήριο του Φράϊμπουργκ) καθώς και προγράμματα επιμόρφωσης ή παροχής τεχνικής υποστήριξης σε μηχανικούς. Οι νέες τεχνολογίες παράγουν θέσεις εργασίας και μάλιστα υψηλού επιπέδου. Στο εργοστάσιο παραγωγής φωτοβολταϊκών του Φράϊμπουργκ (Solar Fabrik AG) απασχολούνται σήμερα περί τα 150 άτομα, ενώ το ίδιο το εργοστάσιο είναι ένα πραγματικό εργαστήριο αειφορικών ενεργειακών εφαρμογών. Εκτός από τα ηλιακά συστήματα, μια μονάδα συμπαραγωγής με πρώτη ύλη φυτικά έλαια, παρέχει συμπληρωματικό ηλεκτρισμό και θερμότητα για τις ανάγκες της παραγωγής, των χώρων εργασίας και των γραφείων. Πρέπει να σημειωθεί ότι στο Φράϊμπουργκ είναι πρωτοπόρο και στα βιοκαύσιμα. Σε βιομηχανική κλίμακα ξεχωρίζει το εργοστάσιο παραγωγής «παλετών» που προορίζονται ως καύσιμο σε μηχανές υψηλής απόδοσης (ανάλογες με τους κινητήρες Sterling) και χαμηλών εκπομπών. Μια τέτοια εφαρμογή (βιοκαύσιμο για θέρμανση) μπορεί να δει κανείς εύκολα σε ένα από τα κεντρικά ξενοδοχεία της πόλης. ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΜΕ ΔΥΣΚΟΛΙΕΣ Αν και έχουν κλείσει σχεδόν 25 χρόνια από τότε που εισήχθη στην Ελλάδα η έννοια του βιοκλιματικού σχεδιασμού, εντούτοις οι εφαρμογές που έχουν επιδεικτικό χαρακτήρα είναι μετρημένες στα δάκτυλα. Οι περισσότερες κατασκευές είναι μεμονωμένες κατοικίες όπου οι μηχανικοί, αρχιτέκτονες και ιδιοκτήτες εφάρμοσαν στον ένα ή στον άλλο βαθμό αρχές της οικολογικής δόμησης δίνοντας έμφαση, τις περισσότερες φορές, στην εξοικονόμηση ενέργειας και λιγότερο στις άλλες πλευρές (υλικά, διαμόρφωση μικροκλίματος, ποιότητα εσωτερικού αέρα, φως, θόρυβος, απορρίματα, εξοικονόμηση νερού κτλ.). Τελευταία, αρκετές εφαρμογές έχουν γίνει και σε κτίρια δημόσιου ενδιαφέροντος, όπως είναι το Υπουργείο Συγκοινωνιών, το Κέντρο Μηχανογράφησης του Υπ. Εσωτερικών, το Μέγαρο Μουσικής Θεσσαλονίκης κ.ά, όπως επίσης και σε ορισμένα δημοτικά καταστήματα στην περιφέρεια. Σε επίπεδο πολεοδομικής ενότητας, μετά την απώλεια της ευκαιρίας στο Ολυμπιακό Χωριό, ως μόνο παράδειγμα παραμένει το (πρωτοποριακό για την δεκαετία του 1980, αλλά ξεπερασμένο πλέον) Ηλιακό Χωριό στη Λυκόβρυση Αττικής, ενώ αναμένεται η επιβεβαίωση 24 των προθέσεων μερικών μεγάλων κατασκευαστών που για λόγους εμπορικούς σκοπεύουν να επενδύσουν στην ποιότητα της δόμησης. Κτίριο γραφείων Στην συνέχεια παρουσιάζονται δύο παραδείγματα που άπτονται της καινοτομίας και ανταποκρίνονται στην έννοια του ολοκληρωμένου σχεδιασμού (με την έννοια των στρατηγικών επιλογών). Το πρώτο αφορά σε ένα συγκρότημα κτιριακών εγκαταστάσεων γραφείων, όπου μεταξύ άλλων στεγάζεται και η εταιρεία Μελετητική- Αλέξανδρος Τομπάζης και Συνεργαζόμενοι Αρχιτέκτονες. Η εταιρεία, η οποία σχεδίασε και κατασκεύασε τα κτίρια, έθεσε ως βασικό στόχο την εξοικονόμηση ενέργειας, την εργασιακή άνεση και την ποιότητα των αρχιτεκτονικών λύσεων. Θέλησε επίσης να αποδείξει ότι με τον κατάλληλο σχεδιασμό, μπορεί να βρει κανείς εξαιρετικές λύσεις για την ψύξη, χωρίς την προσφυγή στα ενεργοβόρα κλιματιστικά συστήματα. Για τον σκοπό αυτό επιλέχθηκαν η θερμική μάζα στο κέλυφος των κτιρίων και ο νυκτερινός αερισμός. Το κτίριο που στεγάζεται η αρχιτεκτονική εταιρεία, συνολικής επιφάνειας 1.000 τ.μ. παρέχει χώρο εργασίας σε 50-60 εργαζόμενους. Το εσωτερικό του κτιρίου είναι σε μεγάλο βαθμό ένας ενιαίος εσωτερικός χώρος σε επίπεδα, όπου τα κύρια δομικά στοιχεία (μπετόν) στηρίζονται ή ενισχύονται από μεταλλικές δοκούς, ώστε αφενός να δίδεται η εντύπωση μιας ελαφριάς κατασκευής χωρίς οπτικά εμπόδια και αφετέρου να εξυπηρετούνται λειτουργικές ανάγκες, όπως για παράδειγμα η στήριξη των εμφανών αεραγωγών. Άποψη της «εσωτερικής αυλής» του κτιρίου της εταιρείας Τομπάζη στο Πολύδροσο Αττικής Διακρίνονται τα στοιχεία πρασίνου και νερού που συμβάλλουν αισθητά στο φυσικό δροσισμό του κτιρίου. Το κτίριο βρίσκεται σε μια αστική περιοχή, στο Μαρούσι Αττικής. Για λόγους βιοκλιματικούς, το κτίριο είναι μακρόστενο (8Χ35 m) δίνοντας έτσι τη δυνατότητα σε όλες σχεδόν τις θέσεις γραφείων να έχουν άπλετο φυσικό φως. Στον εξωτερικό χώρο, πολλά από τα ελαιόδεντρα που υπήρχαν στο οικόπεδο έχουν διατηρηθεί, μια μικρή λίμνη προσθέτει στη βελτίωση του μικροκλίματος, ενώ οι ξύλινες εξέδρες στην είσοδο και το γλυπτό του Ζογκολόπουλου προσδίδουν χαρακτήρα στην όλη κατασκευή. Οι μελετητές εστίασαν την προσπάθειά τους στην μείωση του ψυκτικού φορτίου συνδυάζοντας το φυσικό-παθητικό δροσισμό με τον μηχανικό αερισμό. Η διαχείριση του 25 όλου συστήματος εξυπηρετείται από μια κεντρική μονάδα ελέγχου (BMS) που όταν τα παθητικά συστήματα δεν επαρκούν, θέτει σε λειτουργία μια αντλία θερμότητας αέρα-αέρα. Ο φυσικός δροσισμός του κτιρίου επιτυγχάνεται με τον διαμπερή αερισμό από τα παράθυρα, όταν οι συνθήκες το επιτρέπουν. Οι ανεμιστήρες οροφής ανάβουν αυτόματα όταν η θερμοκρασία φτάσει τους 25 οC επεκτείνοντας έτσι τη ζώνη άνεσης μέχρι τους 29 οC. Όταν οι θερμοκρασίες ξεπεράσουν τους 29 οC τότε ενεργοποιείται ο εφεδρικός κλιματισμός που λειτουργεί με αέρα κατά ζώνες και υποστηρίζεται από αντλίες θερμότητος. Επιπλέον, προβλέπεται νυκτερινός αερισμός με 25 εναλλαγές την ώρα που εξυπηρετείται από δύο εξαεριστήρες οροφής και με το άνοιγμα ορισμένων παραθύρων τη νύκτα. Έτσι, οι χαμηλότερες νυκτερινές θερμοκρασίες κατεβάζουν κατά 3 οC τη θερμοκρασία της μάζας του κτιρίου, πράγμα που συμβάλλει στη μείωση των απαιτήσεων για ψύξη κατά τη διάρκεια της ημέρας. Η εξάτμιση του νερού της εξωτερικής λίμνης, η βλάστηση και η ηλιοπροστασία του κελύφους λειτουργούν συμπληρωματικά. Στους εσωτερικούς χώρους δόθηκε επίσης ιδιαίτερη προσοχή στην καλή ακουστική εξαιτίας των «ανοιχτών γραφείων» και του πλήθους των εργαζομένων. Η μείωση των θορύβων (και της ενίσχυσής τους από ανακλάσεις) επιτυγχάνεται με ειδικά ακουστικά πετάσματα που κρέμονται από διάφορα σημεία της οροφής (ή καλύτερα από τις δοκούς των διαφορετικών επιπέδων) σε μια ανοιχτή διάταξη που επιτρέπει την κυκλοφορία του αέρα μεταξύ των πετασμάτων και του πατώματος. Τέλος, το κτίριο διαθέτει σύστημα συλλογής του βρόχινου νερού το οποίο αποθηκεύεται και χρησιμοποιείται για τους χώρους υγιεινής και για πότισμα. Οι μετρήσεις για έναν πλήρη χρόνο λειτουργίας (Απρίλιο 1996- Μάρτιο 1997) δείχνουν τα παρακάτω αποτελέσματα: Η συνολική κατανάλωση (θέρμανση, ψύξη, φωτισμός, ημερήσιος εξαερισμός, νυκτερινός δροσισμός και εξοπλισμός) ανέρχεται στις 55.255kWh ή 90,1 kWh/μ2, δηλαδή 4.605kWh ή 7,5kWh/μ2 το μήνα. Η συνολική καθαρή κατανάλωση για θέρμανση και ψύξη είναι 25.502kWh ή 41,4kWh/μ2 (εκ των οποίων 22.583kWh ή 36,7kWh/μ2 για θέρμανση και 2.919kWh ή 4,7kWh/μ2 για ψύξη). Συγκριτικά, σύμφωνα με υπολογισμό του Τμήματος Εφαρμοσμένης Φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών, ένα συμβατικό γραφείο στην Ελλάδα καταναλώνει ετησίως από 50 έως και 240kWh/μ2 για θέρμανση και ψύξη. Για φωτισμό καταναλώνονται 1.910kWh/μ2, ένα ποσοστό μόλις 3,5% της συνολικής ενέργειας. Ένα συμβατικό κτίριο γραφείων αντίστοιχα καταναλώνει κατά μέσον όρο 20-40% της συνολικής ενέργειας για φωτισμό. Τέλος, ένα απίστευτα υψηλό ποσοστό, 15.208kWh ή 24,7kWh/μ2 (27,5%) καταναλώνεται για τη λειτουργία των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Οι υπόλοιπες 12.635kWh ή 20,5kWh/μ2, αφορούν διάφορες χρήσεις, π.χ. ανελκυστήρα, φωτοαντιγραφικά μηχανήματα, εκτυπωτές, ημερήσιο και νυκτερινό εξαερισμό κλπ. Ένα διαφορετικό Μουσείο Το κτίριο που θα φιλοξενήσει το νέο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας στο Ηράκλειο Κρήτης είναι το παλιό εργοστάσιο της πρώην Ηλεκτρικής Εταιρείας Ηρακλείου που αργότερα αποδόθηκε στη ΔΕΗ. Το υπάρχον κέλυφος έχει συνολική επιφάνεια 2.500 m2 ενώ με τη νέα διαμόρφωση η συνολική ωφέλιμη επιφάνεια θα ξεπεράσει τα 5.500 m2. 26 Το νέο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας στην Κρήτη αποτελεί πρότυπο ολοκληρωμένης οικολογικής παρέμβασης – αποκατάστασης σε διατηρητέο κτίριο. Στη φωτογραφία φαίνεται η μακέτα του Μουσείου με το κεντρικό κτίριο, το ενυδρείο και τον περιβάλλοντα χώρο. Η ανακατασκευή διατηρεί όλα τα παλαιοβιομηχανικά στοιχεία του κτιρίου και την όψη, προσαρμόζει τη νέα δομή στις λειτουργικές ανάγκες του κτιρίου και χρησιμοποιεί τεχνολογίες και υλικά φιλικά προς το περιβάλλον. Τα στοιχεία αυτά είναι στην πλειοψηφία τους καινοτομικά και χρησιμοποιούνται για πρώτη φορά στην Ελλάδα. Στόχος των κατασκευαστών είναι το Μουσείο να λειτουργήσει –πέραν του βασικού προορισμού – και ως πρότυπο για παρόμοιες κατασκευές στο μέλλον. Με άλλα λόγια, αντίστοιχες κατασκευές στο μέλλον μπορούν να αξιοποιήσουν τις λύσεις που δόθηκαν και την εμπειρία που αποκτήθηκε. Δεδομένου ότι το κτίριο είναι διατηρητέο είχε πολλούς περιορισμούς, κυρίως στο κέλυφος. Για παράδειγμα, δεν ήταν δυνατόν να χρησιμοποιηθούν σκίαστρα στην πρόσοψη για την ηλιοπροστασία του κτιρίου. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιήθηκαν ειδικοί υαλοπίνακες που επιτρέπουν μεν την είσοδο του φωτεινού φάσματος της ηλιακής ακτινοβολίας αλλά αποκόπτουν την θερμικής (υπέρυθρη) ακτινοβολία. Η ανακατασκευή έχει ως βάση την αξιοποίηση των πλέον πρόσφορων τεχνολογιών για εξοικονόμηση ενέργειας, την εξασφάλιση θερμικής και οπτικής άνεσης και την χρησιμοποίηση υλικών φιλικών προς το περιβάλλον. Κριτήρια για την επιλογή αυτών των τεχνολογιών και των υλικών υπήρξαν, εκτός από την περιβαλλοντική τους συμπεριφορά, το κόστος και η διαθεσιμότητά τους στην ελληνική αγορά. Η εξοικονόμηση ενέργειας βασίστηκε στην επιλογή τεχνικών, υλικών και συστημάτων, όπως: Το σύστημα ενεργειακού ελέγχου των κτιρίων – BMS. Το BMS είναι ένα σύστημα αυτομάτου έλεγχου και θα ρυθμίζει τη θέρμανση, την ψύξη, τον αερισμό, καθώς και τον φωτισμό του κτιρίου, ώστε να επιτυγχάνεται πάντοτε η ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας και ταυτόχρονα τα βέλτιστα επίπεδα θερμικής και οπτικής άνεσης και ποιότητας αέρα. Το σύστημα εναλλακτών εδάφους-αέρα. Οι εναλλάκτες (σωλήνες που λειτουργούν σαν αεραγωγοί) τοποθετούνται στο έδαφος και στο εσωτερικό τους κυκλοφορεί αέρας ο οποίος ψύχεται ή θερμαίνεται, ανάλογα την εποχή. Επειδή το έδαφος έχει μεγάλη θερμική αδράνεια, η θερμοκρασία του δεν μεταβάλλεται κατά την διάρκεια της 27 ημέρας και παρουσιάζει μια ευνοϊκή χρονική υστέρηση στη διακύμανση της εποχιακής θερμοκρασίας. Τον χειμώνα, η θερμοκρασία του εδάφους είναι υψηλότερη από την θερμοκρασία περιβάλλοντος και το καλοκαίρι είναι χαμηλότερη. Έτσι, για παράδειγμα, το καλοκαίρι ο αέρας που κυκλοφορεί μέσα από τους εναλλάκτες – προψύχεται - και στη συνέχεια διοχετεύεται μέσα στο κτίριο. Κατά τη διέλευσή του μέσα από τους εναλλάκτες μειώνεται η θερμοκρασία του κατά 10 περίπου βαθμούς. Η χρήση φωτιστικών μέσων χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης, με παράλληλη τοποθέτηση αισθητήρων ανίχνευσης προσώπων σε ορισμένους χώρους, έτσι ώστε οι ηλεκτρικοί λαμπτήρες να λειτουργούν μόνο όταν υπάρχει πράγματι ανάγκη. Η ευαισθησία των εκθεμάτων καθόρισε επίσης και τα συστήματα σκιασμού (ηλιοπροστασίας). Έτσι, σε όλους τους εκθεσιακούς χώρους αποκόπτεται πλήρως η είσοδος της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας που θα είχε ως αποτέλεσμα τον εγκλωβισμό της ηλιακής θερμότητας με συνέπεια την αύξηση της θερμοκρασίας του εσωτερικού αέρα. Επιπλέον, η απορρόφηση της εισερχόμενης άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας από τις επιφάνειες των εκθεμάτων μπορεί να συντελέσει στην μείωση της μηχανικής αντοχής τους. Λόγω της φύσης των εκθεμάτων, επιβάλλεται τόσο η αποκοπή και της υπεριώδους ακτινοβολίας, όσο και τα χαμηλά επίπεδα φυσικού φωτισμού. Ο ειδικός χαρακτήρας του κτιρίου οδήγησε επίσης στον περιορισμό του φυσικού αερισμού, της χρήσης δηλαδή του εξωτερικού αέρα για τις ανάγκες δροσισμού. Η ατμοσφαιρική ρύπανση, η υψηλή υγρασία και τα αιωρήματα από τη θάλασσα, συνιστούν αρνητικές συνθήκες για το εσωτερικό των εκθεσιακών χώρων. Έτσι η χρήση του φυσικού αερισμού περιορίστηκε, με αποτέλεσμα την αύξηση των ψυκτικών φορτίων και επομένως μεγαλύτερη κατανάλωση ενέργειας για ψύξη. Σε αντιστάθμισμα, η ηλιοπροστασία του κτιρίου με την εκμετάλλευση των γεωμετρικών στοιχείων του κελύφους σε συνδυασμό με την θερμική αδράνεια (που προκύπτει από τα υλικά του κελύφους και την θερμομόνωση) και η λειτουργία του συστήματος κλιματισμού το βράδυ για τον προκλιματισμό του κτιρίου (οι ψύκτες λειτουργούν πιο αποδοτικά το βράδυ λόγω της χαμηλότερης θερμοκρασίας περιβάλλοντος), επιτρέπουν την επίτευξη θερμικής άνεσης κατά την διάρκεια της θερινής περιόδου με την ελάχιστη δυνατή ενεργειακή κατανάλωση για κλιματισμό. Για την περαιτέρω μείωση των θερμικών και ψυκτικών φορτίων, επελέγη η χρήση εναλλακτών εδάφους – αέρα. Πρόκειται για μια καινοτομία που αξιοποιεί το καλοκαίρι την σταθερά χαμηλή θερμοκρασία του υπεδάφους για την πρόψυξη του αέρα στο σύστημα κλιματισμού και τον χειμώνα την σταθερά υψηλή θερμοκρασία του για την προθέρμανση του αέρα. 28 Η βόρεια όψη του κεντρικού κτιρίου του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας. Το κτίριο διατηρεί τα παλαιοβιομηχανικά του στοιχεία, ενώ η δομή του αξιοποιείται για τις διακεκριμένες λειτουργίες του. Ειδική μέριμνα έχει ληφθεί για την αξιοποίηση του ηλιακού φωτός χωρίς την άμεση είσοδο της ηλιακής ακτινοβολίας στο εσωτερικό, λόγω της ευαισθησίας των εκθεμάτων. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιήθηκαν ειδικοί απορροφητικοί υαλοπίνακες Το αποτέλεσμα των παρεμβάσεων καταλήγει σε μείωση της κατανάλωσης ενέργειας για θέρμανση (κατά μέσον όρο) κατά 65% και της ενέργειας για ψύξη κατά 33%. Έτσι, η τιμή που επετεύχθη τελικά για τα ψυκτικά φορτία κρίνεται απολύτως ικανοποιητική δεδομένης και της «θερμικής επιβάρυνσης» του χώρου με πλήθος επισκεπτών, ιδιαίτερα τους καλοκαιρινούς μήνες. Αν και το φυσικό φως είναι απαραίτητο, λόγω της ιδιομορφίας του κτιρίου και του είδους των εκθεμάτων η μελέτη φυσικού φωτισμού εστιάζεται κυρίως στην αποκοπή της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας από τους εκθεσιακούς χώρους. Αυτό συμβαίνει τόσο για λόγους οπτικής άνεσης – βελτίωση των επιπέδων φωτισμού– όσο και για την αποφυγή της πρόκλησης υψηλών θερμοκρασιών σε εκθέματα λόγω της πρόσπτωσης ηλιακής ακτινοβολίας, πράγμα που θα είχε ως αποτέλεσμα την αλλοίωσή τους. Εκτός από τα παραπάνω αξίζει να σημειωθούν δύο ακόμη σημαντικές πτυχές του πλέγματος των παρεμβάσεων: Η χρήση φωτοβολταϊκών συστημάτων για την παραγωγή ηλεκτρισμού από τον ήλιο. Τα φωτοβολταϊκά (ΦΒ) μετατρέπουν άμεσα την προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία σε ηλεκτρική ενέργεια. Τα συγκεκριμένα στοιχεία ΦΒ είναι ημιδιαφανή και ενσωματωμένα στο κέλυφος ώστε να επιτρέπουν την μερική είσοδο ηλιακού φωτός ενώ θα παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Μέχρι σήμερα δεν έχει υπάρξει αντίστοιχη εφαρμογή σε φωτοβολταϊκά στην Ελλάδα. Η χρήση ειδικών υλικών για την ηχομόνωση και την βελτιστοποίηση της ακουστικής του κτιρίου και των εσωτερικών χώρων. Οι λύσεις που δόθηκαν ήταν αποτέλεσμα ειδικής ακουστικής μελέτης. Η χρήση φιλικών προς το περιβάλλον υλικών στις μονώσεις, τα δάπεδα, τις ξύλινες κατασκευές, τα χρώματα, τα είδη υγιεινής, την πυρόσβεση, τις σωληνώσεις, τις καλωδιώσεις και εν γένει το ηλεκτρολογικό υλικό απετέλεσε βασικό στοιχείο της όλης φιλοσοφίας της αποκατάστασης. Μεταξύ των καινοτομικών στοιχείων αξίζει να σημειώσουμε δύο εφαρμογές που πραγματοποιούνται για πρώτη φορά στην Ελλάδα: Η αποφυγή, κατά το δυνατόν, προϊόντων και υλικών που περιέχουν χλωριωμένα πλαστικά PVC, τα οποία δεν διακρίνονται για την φιλοπεριβαλλοντική συμπεριφορά τους. Η αποφυγή χρήσης εξαφθοριούχου θείου (SF6) στις ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις. Το SF6 είναι ισχυρότατο αέριο του θερμοκηπίου και ελέγχεται από το Πρωτόκολλο του Κιότο για τις Κλιματικές Αλλαγές το οποίο έχει επικυρώσει και η Ελλάδα. Πέραν αυτών, και χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της Περιβαλλοντικής Προτίμησης, αποφασίστηκαν οι εξής επιλογές: Στις σωληνώσεις το PVC αντικαθίσταται από πολυπροπυλαίνιο 29 Στις μονώσεις των σωληνώσεων θα χρησιμοποιηθεί καουτσούκ ή αφρώδες πολυαιθυλένιο κλειστής κυτταρικής δομής Στα δάπεδα, τις οροφές και τους τοίχους προτιμήθηκε πολυστρωματική θερμομόνωση από φυσικά υλικά (πχ ξυλόμαλλο και πετροβάμβακα) Στα πατώματα καλύπτονται με κολυμβητό δάπεδο φελλού, λινόλαιο ή ρητινούχες επιστρώσεις, ανάλογα με τη χρήση Στους εσωτερικούς χώρους χρησιμοποιείται ξυλεία κωνοφόρων (ευρωπαϊκή) ή συνθετική ξυλεία χαμηλών εκπομπών φορμαλδεύδης Στις βαφές προτιμήθηκαν οι υδατοδιαλυτές με ορυκτή ή φυσική προέλευση της πρώτης ύλης, όπως επίσης χρώματα με οικολογική σήμανση 30 ΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΤΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ Η αειφορική διαχείριση ή διαμόρφωση του αστικού τοπίου έχει ως στόχο τη βελτίωση του μικροκλίματος, την εξυγίανση του αέρα στο επίπεδο των κτιρίων, τη δημιουργία αισθητικά αποδεκτών μορφών και συνθέσεων. Συνδέεται ακόμα με την ενίσχυση της βιοποικιλότητας, τη συγκράτηση του νερού και τη διατήρηση της φυσικότητας του εδάφους (όπου αυτό είναι δυνατόν). Υπάρχουν πολλοί ορισμοί για την έννοια της αειφορίας, αλλά η βασική ιδέα παραπέμπει σε αυτό που έχει μια μεγάλη διάρκεια ή δυνατόν στο διηνεκές. Τα φυσικά οικοσυστήματα μπόρεσαν να διατηρηθούν (και να εξελιχθούν) με επιτυχία για εκατομμύρια χρόνια. Κανένα ανθρωπογενές σύστημα δεν κατάφερε κάτι τέτοιο. Η αειφορική διαχείριση του αστικού τοπίου είναι επομένως μία μέθοδος και μία προσέγγιση για τον ανασχεδιασμό και την ανακατασκευή των ελεύθερων χώρων γύρω από τα κτίρια, χώρων που σε μεγάλο βαθμό έχουν απολέσει τα φυσικά τους χαρακτηριστικά και ως εκ τούτου συμβάλουν στην επιδείνωση των συνθηκών της ζωής. Με άλλα λόγια ένα από τα ζητούμενα είναι η επάνοδος στη φυσικότητα, αλλά και η βελτίωση των παραμέτρων που επηρεάζουν τη λειτουργία των κτιρίων. Η επίτευξη αυτού του διπλού στόχου μπορεί να γίνει ταυτόχρονα. Η φύτευση για παράδειγμα των κατάλληλων δέντρων σε «στρατηγικά» σημεία του οικοπέδου μπορεί να προστατεύσει τα κτίρια από την υπερθέρμανση αλλά και να λειτουργήσει ως καταφύγιο για την άγρια πανίδα. Μια τέτοια όμως απόφαση, προϋποθέτει ότι θα πρέπει – πριν από το σχεδιασμό – να αναζητηθούν τα στοιχεία του παλαιοπεριβάλλοντος με στόχο βέβαια την αναβίωσή τους. Αυτό στις περισσότερες περιπτώσεις είναι εξαιρετικά δύσκολο, μια και οι αλλαγές που έχουν επέλθει στο αστικό περιβάλλον είναι σε μεγάλο βαθμό μη αντιστρεπτές, ενώ τα ίχνη του παρελθόντος δύσκολα επιβιώνουν ύστερα από τις αλλεπάλληλες επικαλύψεις του εδάφους με τεχνητές κατασκευές. Η αειφορική διαχείριση του αστικού τοπίου περιλαμβάνει μια μεγάλη ποικιλία δράσεων : από την αποκατάσταση ρεμάτων τα οποία έχουν καταργηθεί από την αστική δόμηση, ως τη δημιουργία κήπων με παραγωγικά φυτά που να αντισταθμίζουν την απώλεια γεωργικής γης εξαιτίας των οικιστικών επεκτάσεων. Ο ρόλος του ανάγλυφου είναι επίσης σημαντικός. Η οικολογική δόμηση ευνοεί την αρμονική ένταξη των κτιρίων εντός του οικοπέδου με τρόπο που οι κλίσεις και οι εδαφικές ανωμαλίες να αποτελούν συνέχεια της ανάπτυξης των κτιριακών όγκων και να εξομαλύνουν τα ρεύματα του αέρα ή αντίθετα να τα εμποδίζουν αν αυτό είναι επιθυμητό. Στην περίπτωση της ύπαρξης προηγούμενης βλάστησης, αυτή μπορεί να καθορίσει τόσο τον προσανατολισμό όσο και την τοποθέτηση των κτιρίων ώστε τα δέντρα να αξιοποιούνται παρέχοντας την απαραίτητη σκιά ή γενικότερα προσφέροντας προστασία από ενοχλητικούς παράγοντες (π.χ. θόρυβος). Τα δέντρα επηρεάζουν το μικροκλίμα και την ενεργειακή κατανάλωση των κτιρίων με δύο τρόπους. Τα άμεσα οφέλη προκύπτουν από τη σκίαση που τα δέντρα παρέχουν στα κτίρια και τις ελεύθερες επιφάνειες. Εμποδίζοντας την άμεση ηλιακή ακτινοβολία, προστατεύουν τα κτιριακά κελύφη από την αύξηση της θερμοκρασίας σε επίπεδα πάνω από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος . Τα έμμεσα οφέλη σχετίζονται με την μείωση της θερμοκρασίας του αέρα λόγω του φαινομένου της εξατμισοδιαπνοής. Με μια διαδικασία ανάλογη με την εφίδρωση, τα δέντρα χρησιμοποιούν τη θερμότητα του περιβάλλοντος για την εξάτμιση του νερού των φύλλων πριν αυτή καταλήξει στον αέρα, λειτουργώντας ως αντίστροφες αντλίες θερμότητος. Τα δέντρα προσφέρουν καλύτερη ηλιοπροστασία και συμβάλουν περισσότερο στη μείωση των ψυκτικών φορτίων απ’ ότι άλλα εξωτερικά σκίαστρα, όπως για παράδειγμα, τα στόρια, οι 31 περσίδες των παραθύρων, οι τέντες και οι ανακλαστικές επιφάνειες στα τζάμια. Από μετρήσεις που έχουν γίνει προκύπτει ότι η σκίαση που παρέχουν τα δέντρα και γενικότερα τα φυτά σε κατάλληλα σημεία, μπορούν να μειώσουν την κατανάλωση των συστημάτων κλιματισμού τη θερινή περίοδο από 15 έως και 30% και σε μερικές περιπτώσεις έως και 50% κάτω από ειδικές συνθήκες. Ακόμη και η απλή ηλιοπροστασία της εξωτερικής συσκευής ενός κλιματιστικού βελτιώνει την απόδοση της συσκευής, μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας έως και 10%. Η σωστή χωροθέτηση των δέντρων έχει μεγάλη σημασία. Γενικά, προτιμάται η τοποθέτησή τους στην ανατολική και τη δυτική πλευρά των κτιρίων και υπό προϋποθέσεις (πχ να είναι φυλοβόλλα) στη νότια για την μείωση των «ηλιακών κερδών» κατά την καλοκαιρινή περίοδο. Επειδή το χειμώνα ο ηλιασμός (ιδιαίτερα ο νότιος) είναι επιθυμητός, η καλύτερη επιλογή είναι τα φυλλοβόλα δέντρα. Δέντρα επίσης με μεγάλο ύψος μπορούν να έχουν το ίδιο αποτέλεσμα γιατί η μεγάλη απόσταση της κόμης από το έδαφος επιτρέπει στις χαμηλές ακτίνες του ήλιου κατά τη χειμερινή περίοδο να φθάνουν μέχρι το κτίριο και να συμβάλουν στη θέρμανση των επιφανειών και των εσωτερικών χώρων. Τα αείφυλλα και τα κωνοφόρα δέντρα χρησιμεύουν καλύτερα ως φράγματα απέναντι στους κρύους χειμωνιάτικους ανέμους. Η βέλτιστη τοποθέτηση είναι βόρεια ή βορειοδυτικά, σε σχετική όμως απόσταση από τα κτίρια ώστε να μην επηρεάζουν την πρόσπτωση της ηλιακής ακτινοβολίας. Σε κάθε βέβαια περίπτωση τα αποτελέσματα της σκίασης και της ανεμοπροστασίας είναι συνάρτηση της κλιματικής ζώνης που βρίσκεται το κτίριο, της επικρατούσας διεύθυνσης των ανέμων και της σχετικής γεωμετρίας των δέντρων και των όψεων του κτιρίου. Η βελτιστοποίηση της γεωμετρίας αυτής είναι μέρος του βιοκλιματικού σχεδιασμού και μπορεί να διευκολυνθεί σημαντικά με τη χρήση υπολογιστικών μοντέλων. Η επιλογή των σωστών ειδών δέντρων σε συνδυασμό με την κατάλληλη τοποθέτησή τους στο οικόπεδο συντελούν στα μέγιστα στη δημιουργία ευνοϊκού μικροκλίματος Το αποτέλεσμα της εξατμισοδιαπνοής των δέντρων και η μείωση της θερμοκρασίας του εξωτερικού αέρα μπορεί να είναι πιο σημαντικό από τη σκίαση που προσφέρουν. Ένα μεγάλο 32 δέντρο ανταλλάσσει με το περιβάλλον του περί τα 450 λίτρα νερού ημερησίως. Για ένα ζεστό και ξηρό κλίμα, αυτό αντιστοιχεί στο ψυκτικό αποτέλεσμα πέντε κλιματιστικών που λειτουργούν 20 ώρες ημερησίως. Όταν η εξατμισοδιαπνοή συνδυαστεί με μια καλά μελετημένη σκίαση, οι θερμοκρασίες του αέρα στο άμεσο περιβάλλον των δέντρων μπορεί να μειωθούν έως και 5οC. Αυτό μεταφράζεται σε σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας για την ψύξη, που μπορεί να φτάσει από 10 έως και 50%. Το ακριβές ποσοστό εξαρτάται από το είδος του κτιρίου, από την παλαιότητα, την ποιότητα κατασκευής, το σύστημα κλιματισμού κτλ. Σε γενικές πάντως γραμμές, παλιά και με κακή μόνωση κτίρια που βρίσκονται σε ζεστά και ξηρά κλίματα έχουν πολύ μεγαλύτερα περιθώρια εξοικονόμησης. Ο ρόλος των ανοιχτόχρωμων επιφανειών και του πρασίνου Το δομημένο περιβάλλον των πόλεων περιλαμβάνει εκατομμύρια ελεύθερων επιφανειών : στέγες, ταράτσες, τοίχους, δρόμους, πεζοδρόμια, χώρους στάθμευσης, αυλές σχολείων και γήπεδα. Τα δέντρα και η βλάστηση προσφέρουν σκιά και μαζί με το φυσικό έδαφος απορροφούν την ηλιακή ακτινοβολία και μειώνουν την θερμοκρασία του αέρα με την εξατμισοδιαπνοή. Σε αντίθεση, τα αστικά κέντρα έχουν συνήθως πολύ μικρό ποσοστό δέντρων, ελεύθερων χώρων και φυσικών επιφανειών, με συνέπεια τα δομικά υλικά των κτιρίων και των άλλων σκληρών επιφανειών σε δρόμους, πεζοδρόμια, πλατείες κλπ, να παραμένουν εκτεθειμένα στην ηλιακή ακτινοβολία, αποθηκεύοντας θερμότητα κατά την διάρκεια της ημέρας η οποία στην συνέχεια αποδίδεται στο περιβάλλον, εκπέμποντας υπέρυθρη ακτινοβολία, αυξάνοντας την θερμοκρασία του αέρα και διατηρώντας την υψηλότερα καθ’όλη την διάρκεια του 24ωρου σε σχέση με τα προάστια ή τις μη αστικές περιοχές που διαθέτουν αρκετό πράσινο (Σχήμα ....). Αυτό έχει σαν συνέπεια την εκτεταμένη χρήση κλιματιστικών στις πόλεις, έτσι ώστε να επιτευχθούν συνθήκες θερμικής άνεσης μέσα στα κτίρια. Όμως η χρήση κλιματιστικών σημαίνει αύξηση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας. Η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας το καλοκαίρι αυξάνει σχεδόν κατά 2% για κάθε 0,5oC που αυξάνεται η μέγιστη ημερήσια θερμοκρασία. Επιπλέον, τα κλιματιστικά καταναλώνουν ακόμη περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι υψηλότερη, αφού μειώνεται η απόδοσή τους. Η κατάλληλη σκίαση των επιφανειών του κελύφους μπορεί να μειώσει σημαντικά το ψυκτικό φορτίο. Τα ώριμα δέντρα μπορούν να σκιάσουν ακόμα και τη στέγη 33 Οι σκούρες επιφάνειες απορροφούν μεγαλύτερα ποσοστά της ηλιακής ακτινοβολίας με συνέπεια να αυξάνεται η θερμοκρασία τους. Μια μαύρη επιφάνεια που είναι εκτεθειμένη στην ηλιακή ακτινοβολία μπορεί να φτάσει σε μια θερμοκρασία μέχρι και 40°C υψηλότερη από μια άσπρη επιφάνεια. Οι δρόμοι και οι επιφάνειες που καλύπτονται με μαύρη άσφαλτο απορροφούν το μεγαλύτερο ποσοστό της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας. Η ηλιακή ενέργεια μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια, με συνέπεια ή θερμοκρασία των επιφανειών αυτών να αυξάνεται, θερμαίνοντας τον αέρα με τον οποίο είναι σε επαφή και συμβάλλοντας σε μεγάλο βαθμό στη δημιουργία του φαινομένου της αστικής νησίδας. Οι σκουρόχρωμες επιφάνειες απορροφούν μεγαλύτερα ποσοστά της ηλιακής ακτινοβολίας απ’ότι οι ανοιχτόχρωμες επιφάνειες με συνέπεια να αυξάνεται πολύ η θερμοκρασία τους. Αντίθετα οι ανοιχτόχρωμες επιφάνειες που έχουν υψηλό συντελεστή ανάκλασης αποκτούν χαμηλότερη θερμοκρασία. Κατά παρόμοιο τρόπο επηρεάζονται και οι επιφάνειες του εδάφους, όπου ο συντελεστής ανάκλασης (λευκαύγειας) καθορίζει τον λόγο της ανακλώμενης προς την προσπίπτουσα ακτινοβολία.. Σε πολλές Μεσογειακές και βορειο-Αφρικανικές χώρες, οι λευκές επιφάνειες των σπιτιών είχαν ως αποστολή την επίτευξη ενός υψηλού συντελεστή ανάκλασης και τη μείωση της θερμοκρασίας των δομικών υλικών του κελύφους των κτιρίων, με συνέπεια την βελτίωση των εσωτερικών συνθηκών το καλοκαίρι. Στα κλιματιζόμενα κτίρια, μειώνονται τα ψυκτικά φορτία, αφού περιορίζεται η μετάδοση θερμότητας μέσα από το κέλυφος του κτιρίου. Σήμερα υπάρχουν αρκετές μελέτες και υπολογιστικά εργαλεία για την εκτίμηση των επιπτώσεων που μπορεί να έχει η αλλαγή του χρώματος των εκτεθειμένων επιφανειών των κτιρίων στην ηλιακή ακτινοβολία. Η μείωση του ψυκτικού φορτίου μπορεί να φτάσει το 25% απλά βάφοντας τις σκουρόχρωμες επιφάνειες (πχ εξωτερικών όψεων ή του δώματος) με ανοικτά χρώματα (μεταβάλοντας τον συντελεστή ανάκλασης από 0,2 σε 0,6). Το φαινόμενο της αστικής νησίδας αυξάνει την απαιτούμενη ενέργεια για τον κλιματισμό των κτιρίων. Η μείωση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος έστω και κατά μερικούς μόνο βαθμούς μπορεί να μειώσει τις ώρες λειτουργίας των εγκαταστάσεων κλιματισμού και να βελτιώσει τον βαθμό απόδοσης των μηχανημάτων. Με τον τρόπο αυτό εξοικονομούνται σημαντικά ποσά ηλεκτρικής ενέργειας, και περιορίζεται η ρύπανση του περιβάλλοντος, αλλά και γενικότερα οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Επιπλέον, οι φωτοχημικές αντιδράσεις των ρύπων που προκαλούν το νέφος, ενισχύονται από την αύξηση της θερμοκρασίας της κατώτερης ατμόσφαιρας. Έτσι για παράδειγμα, το φαινόμενο της αστικής νησίδας συμβάλει στην αύξηση της συγκέντρωσης του όζοντος (Ο3) κοντά στο έδαφος. Το όζον είναι δηλητηριώδες αέριο και η δημιουργία του είναι αποτέλεσμα πολύπλοκων χημικών αντιδράσεων μεταξύ πτητικών οργανικών ενώσεων (VOC) και οξειδίων του αζώτου (NOx) οι οποίες ενισχύονται με υψηλά επίπεδα ηλιακής ακτινοβολίας και τις υψηλές θερμοκρασίες. Οι μέγιστες συγκεντρώσεις όζοντος συνήθως παρουσιάζονται κατά την διάρκεια των πιο ζεστών περιόδων του χρόνου. Ο συνδυασμός των άμεσων κερδών (μείωση των ψυκτικών φορτίων των κτιρίων) και των έμμεσων κερδών (μείωση της θερμοκρασίας του ατμοσφαιρικού αέρα και βελτίωση του μικροκλίματος γύρω από το κτίριο) από την αλλαγή του συντελεστή ανάκλασης των επιφανειών, μπορεί να εξοικονομήσει έως και 50% της ενέργειας για ψύξη - σε ένα σενάριο όπου οι θερμοκρασίες βρίσκονται κοντά στο μέσο όρο - ενώ μπορεί να φτάσει το 30% στις περιόδους αιχμής. Επιπλέον, το κόστος της αλλαγής του χρώματος των επιφανειών είναι το μικρότερο από όλες τις άλλες επεμβάσεις που μπορεί να έχουν συγκρίσιμο αποτέλεσμα. Άλλωστε, ένα μεγάλο μέρος του κόστους αυτού μπορεί να συμπεριληφθεί στο 34 κόστος της συνηθισμένης συντήρησης ή ανακαίνισης των κτιρίων, της ανακατασκευής δρόμων και πεζοδρομίων κτλ. χωρίς να επιβαρύνει ιδιαίτερα τον προϋπολογισμό των ιδιοκτητών ή των οργανισμών τοπικής αυτοδιοίκησης. Χτίζοντας με το κλίμα Το κλίμα, όπως και τα διάφορα καιρικά πρότυπα, δεν είναι παρά το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του ήλιου με τη Γη και το νερό. Καθώς η Γη περιστρέφεται περί τον άξονά της κατά την διάρκεια μιας ημέρας και γύρω από τον ήλιο κατά την διάρκεια ενός χρόνου, η στεριά και η ατμόσφαιρα θερμαίνονται με ανομοιόμορφο τρόπο τόσο κατά τη διάρκεια της μέρας όσο και κατά τη διάρκεια του έτους. Έτσι, δημιουργούνται διαφορές θερμοκρασίας και πίεσης που προκαλούν τους ανέμους. Ο αέρας με τη σειρά του δροσίζει ή ζεσταίνει τη στεριά και τον ωκεανό στο πέρασμά του και μεταφέρει σε μεγάλες αποστάσεις την υγρασία η οποία εν τέλει και κάτω από ορισμένες συνθήκες καταλήγει σε βροχή. Τα βουνά και οι κοιλάδες στροβιλίζουν τον αέρα σε διάφορες κατευθύνσεις, δημιουργώντας έτσι μια μεγάλη ποικιλία τοπικών κλιμάτων και μικροκλιμάτων. Με τον ίδιο τρόπο που οι ηλιακές απολαβές μεταβάλλονται κατά τη διάρκεια της μέρας, έτσι και τα ρεύματα του αέρα μπορούν να αλλάζουν κατευθύνσεις μέσα στο ίδιο εικοσιτετράωρο, ειδικότερα εκεί που η θάλασσα συναντά τη στεριά. Τέλος, η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας μεταβάλλεται με το υψόμετρο. Πολλές ορεινές περιοχές είναι γνωστές για τον «δυνατό ήλιο» τους, λόγω της χαμηλής πυκνότητας του ατμοσφαιρικού αέρα, της χαμηλότερης υγρασίας και της ακόμη μικρότερης ρύπανσης. Αντίθετα, στις χαμηλού υψομέτρου περιοχές, η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας είναι μικρότερη εξαιτίας της ύπαρξης σωματιδίων και αερίων που απορροφούν, διαχέουν και ανακλούν την ηλιακή ακτινοβολία. Η θάλασσα και η στεριά απορροφούν και αντανακλούν με διαφορετικό τρόπο την ηλιακή ενέργεια εξαιτίας των διαφορετικών θερμικών και οπτικών τους ιδιοτήτων. Σε γενικές γραμμές η ξηρά αντανακλά μεγαλύτερο μέρος της ηλιακής ενέργειας ενώ το νερό έχει μεγαλύτερη απορρόφηση. Οι διαφορές αυτές δημιουργούν διαφορές θερμοκρασίας που τελικά οδηγούν στους ανέμους, τα σύννεφα και τη βροχή. 35 Το αποτέλεσμα αυτών των αλληλεπιδράσεων είναι η ύπαρξη ενός μεγάλου αριθμού κλιματικών τύπων ανά τον κόσμο, που αντίστοιχα καθορίζουν και το κλίμα των κατοικημένων περιοχών : πόλεις που βρίσκονται κοντά στη θάλασσα επηρεάζονται σημαντικά από την υγρασία, έχουν ηπιότερες θερμοκρασίες τη νύχτα και χαμηλότερη νέφωση. Στα εσωτερικά των μεγάλων χερσαίων σχηματισμών και στις ερήμους, υπάρχει μεγάλη απορρόφηση ηλιακής ενέργειας, επικρατύν υψηλές θερμοκρασίες και ισχυροί άνεμοι όλο το χρόνο. Κοντά όμως σ αυτά τα φυσικά φαινόμενα ήρθαν να προστεθούν και τα ανθρωπογενή. Η συμπαγής δόμηση των πόλεων και η αύξηση της ρύπανσης διαμόρφωσαν τοπικές κλιματικές συνθήκες ιδιαίτερα δυσμενείς, η κυριότερη των οποίων, όπως προαναφέρθηκε, είναι η αστική νησίδα. Η οικολογική δόμηση έρχεται να άρει τις συνέπειες από την παραμόρφωση του κλίματος και να επωφεληθεί από τις ιδιαιτερότητες των τοπικών συνθηκών. «Σχεδιάζοντας με το κλίμα» σημαίνει, εκτός από την εξοικονόμηση ενέργειας, συμβάλλουμε στην βελτίωση της ευεξίας των κατοίκων. Συνεπώς, θα πρέπει: Να λάβουμε γνώση των τοπικών κλιματικών συνθηκών. Αυτό σημαίνει πως θα πρέπει να κατανοήσουμε τις ιδιαίτερες συνθήκες που επικρατούν στην συγκεκριμένη περιοχή που θα κατασκευαστεί το κτίριο ή που θα αναπτυχθεί ένα οικιστικό σύνολο. Μετεωρολογικά στοιχεία από μετρήσεις διατίθενται από την Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία για διάφορες πόλεις της Ελλάδας, από το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών κλπ. Επίσης, υπάρχουν δημοσιευμένα στατιστικά στοιχεία για διάφορες Ελληνικές πόλεις, ενώ διάφορα υπολογιστικά προγράμματα περιλαμβάνουν αντιπροσωπευτικά στοιχεία των απαραίτητων μετεωρολογικών παραμέτρων για τους υπολογισμούς θερμικών και ψυκτικών φορτίων. και ανάλογα να καθορίσουν τη βασική στρατηγική για την κατασκευή του κτιρίου. Ακόμη και σε χώρες με μικρή έκταση όπως η Ελλάδα, υπάρχουν σημαντικές διαφορές ανάμεσα σε βορρά και νότο, νησιωτικές και χερσαίες περιοχές. Να σταθμίσουμε τα κλιματικά οφέλη και τους περιορισμούς. Από τις αρχικές φάσεις του έργου, χρειάζεται ν’ αναζητήσουμε όσο μπορούμε περισσότερα κλιματικά δεδομένα για να καθορίσουμε τις αποτελεσματικές ενεργειακές στρατηγικές. Δυστυχώς, ακόμη και για περιοχές όπου υπάρχουν διαθέσιμα στοιχεία, συνήθως μετεωρολογικοί σταθμοί αεροδρομίων κλπ, δεν καλύπτουν επαρκώς τις υπόλοιπες αστικές ή ημιαστικές γειτονικές περιοχές. Συνεπώς, κλιματολογικά δεδομένα για την ηλιακή ενέργεια θα πρέπει να προσαρμοστούν κατάλληλα έτσι ώστε να εκτιμηθεί η ηλιακή ακτινοβολία, ηλιοφάνεια, γωνίες πρόσπτωσης του ήλιου κατά τη διάρκεια του έτους κτλ για την συγκεκριμένη περιοχή, λαμβάνοντας υπόψη τις επικρατούσες τοπικές συνθήκες. Παρόμοια, θα πρέπει να συνεκτιμηθούν οι επικρατούσες διευθύνσεις και ταχύτητες του ανέμου, οι βροχοπτώσεις, η θερμοκρασία και η σχετική υγρασία, θα συμπληρώσουν την εικόνα. Να σχεδιάσουμε για τις ακραίες συνθήκες, αλλά να προσανατολίσουμε τη βελτιστοποιημένη λειτουργία του συστήματος στις μέσες τιμές. Η διαστασιολόγηση των εγκαταστάσεων θέρμανσης και ψύξης βασίζεται στις δυσμενέστερες συνθήκες. Ο σχεδιασμός όμως του συστήματος θα πρέπει να στοχεύει στην βελτιστοποίηση της απόδοσης με βάση τις επικρατέστερες κλιματολογικές συνθήκες. 36 ΚΑΤΑΝΟΩΝΤΑΣ ΤΗ ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ Σύμφωνα με την Αμερικανική Ένωση Μηχανικών Θέρμανσης, Ψύξης & Κλιματισμού (ASHRAE) και ιδιαίτερα το Πρότυπο 55, η θερμική άνεση επιτυγχάνεται όταν το 80% των ατόμων που κάθονται σ ένα χώρο ή κάνουν ελαφρές εργασίες αισθάνονται άνετα με τις επικρατούσες συνθήκες περιβάλλοντος. Η θερμική άνεση είναι ένα υποκειμενικό συναίσθημα, το οποίο εξαρτάται και επηρεάζεται από ένα μεγάλο αριθμό παραμέτρων που η κάθε μια τους δρα με διαφορετικό τρόπο. Η επίτευξη των συνθηκών θερμικής άνεσης μπορεί να γίνει σχετικά εύκολα με την υπάρχουσα τεχνολογία θέρμανσης, ψύξης και αερισμού. Τουλάχιστον στις περισσότερες εφαρμογές δεν υπάρχουν αξεπέραστα τεχνικά εμπόδια, αν και έχει ιδιαίτερη σημασία για την επιτυχία του εγχειρήματος, η σωστή διαστασιολόγηση και επιλογή των συστημάτων, ο έλεγχος των επιμέρους στοιχείων της εγκατάστασης και η συστηματική συντήρηση. Ο κλιματισμός βοηθάει στην βελτίωση των εσωτερικών συνθηκών αλλά αυξάνει σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας ενός κτιρίου και συνεπώς το κόστος λειτουργίας. Αυτό που έχει τα τελευταία χρόνια αποκτήσει μεγάλη σημασία είναι η επίτευξη της θερμικής άνεσης παράλληλα με την ορθολογική χρήση ενέργειας Οι επιδιωκόμενες συνθήκες λειτουργίας στους εσωτερικούς χώρους των κτιρίων ποικίλουν ανάλογα με τη λειτουργία (πχ κατοικίες, γραφεία, νοσοκομεία, ξενοδοχεία, εργοστάσια) και τις απαιτήσεις των ενοίκων. Οι παράμετροι που επηρεάζουν τις συνθήκες άνεσης μπορούν να ομαδοποιηθούν σε τρεις γενικές κατηγορίες: φυσικές παράμετροι (πχ θερμοκρασία, σχετική υγρασία, ταχύτητα αέρα, ατμοσφαιρική πίεση, χρώμα επιφανειών, οσμές, επίπεδα φωτισμού και θορύβου), βιολογικές παράμετροι (ηλικία, φύλο και φυλετικά χαρακτηριστικά), εξωτερικές παράμετροι (δραστηριότητα - μεταβολισμός, ρουχισμός κλπ). Από αυτές οι πιο σημαντικές είναι: - η θερμοκρασία ξηρού θερμομέτρου, - η σχετική υγρασία, - η ταχύτητα του αέρα, - ο ρουχισμός και - τα επίπεδα δραστηριότητας. Η θερμική άνεση επιτυγχάνεται με πολλούς και διαφορετικούς συνδυασμούς αυτών των παραμέτρων. Για παράδειγμα, ανάλογα με τις επικρατούσες συνθήκες, δεν είναι πάντα απαραίτητη η ρύθμιση της θερμοκρασίας του αέρα για να αισθανθούμε άνετα το καλοκαίρι. Είναι δυνατό να επιτύχουμε συνθήκες θερμικής άνεσης αυξάνοντας εναλλακτικά την κυκλοφορία του αέρα γύρω από το σώμα, ενισχύοντας έτσι την απαγωγή θερμότητας από το σώμα προς το περιβάλλον. Η θερμική ισορροπία του σώματος είναι μια δυναμική κατάσταση μεταξύ της παραγόμενης θερμότητας (σαν αποτέλεσμα του ανθρώπινου μεταβολισμού) και της θερμότητας που μεταδίδεται με μεταφορά, αγωγή, ακτινοβολία και εξάτμιση από ή προς το περιβάλλον. Η θερμοκρασία ενός χώρου είναι η πιο συνηθισμένη παράμετρος για τον έλεγχο της θερμικής άνεσης και συνήθως στα περισσότερα κτίρια είναι ο μόνος παράγων που μπορούν να ελέγχουν οι ένοικοι του κτιρίου μέσω του θερμοστάτη. Σύμφωνα με την ASHRAE, ένα "μέσο" άτομο (που φορά κατάλληλο για την εποχή ρουχισμό και που εκτελεί μια κυρίως καθιστική εργασία) νοιώθει πιο άνετα όταν η θερμοκρασία είναι μεταξύ 22° και 26° C. Η 37 σχετική υγρασία είναι επίσης συνάρτηση της θερμοκρασίας: όσο θερμαίνεται ο αέρας, τόσο περισσότερο αυξάνει η δυνατότητά του να συγκρατεί τους υδρατμούς. Από την άλλη μεριά, το σώμα μας αποβάλει τη θερμότητα μέσω της εξατμισοδιαπνοής και αυτή η κρίσιμη ανθρώπινη διεργασία είναι αποτελεσματικότερη όταν τα επίπεδα σχετικής υγρασίας είναι χαμηλά. Οι περισσότεροι άνθρωποι αισθάνονται άνετα όταν η σχετική υγρασία είναι μεταξύ 30 και 60%. Ο έλεγχος της περιεκτικότητας του αέρα σε υδρατμούς είναι ένα σημαντικό πρόβλημα σε πολλές εφαρμογές. Ακόμη και αν η θερμοκρασία του αέρα είναι στα επιθυμητά επίπεδα, η υψηλή υγρασία του αέρα προκαλεί δυσφορία. Σημαντικό επίσης ρόλο παίζει και η θερμοκρασία των επιφανειών. Οι ζεστές επιφάνειες το καλοκαίρι (πχ μια αμόνωτη οροφή) ή οι κρύες επιφάνειες το χειμώνα (πχ ένα μονό τζάμι) μπορούν να προκαλέσουν δυσφορία ανεξάρτητα από το εάν η θερμοκρασία του αέρα είναι στα επιθυμητά επίπεδα. Οι έρευνες έχουν δείξει ότι οι ένοικοι αρχίζουν να αισθάνονται δυσφορία όταν οι διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ των διαφόρων επιφανειών είναι μεγαλύτερες από 6-7οC. Αντίστοιχη δυσφορία μπορούν να προκαλέσουν και τα κρύα ρεύματα του αέρα στους εσωτερικούς χώρους κατά την διάρκεια του χειμώνα. Για να γίνουν καλύτερα κατανοητές οι μεταβολές των συνθηκών του αέρα στο θερμικό ισοζύγιο του σώματος, είναι απαραίτητη η γνώση βασικών εννοιών της ψυχρομετρίας. Ο Ψυχρομετρικός Χάρτης (Ψ.Χ.) παρουσιάζει τις διάφορες παραμέτρους που καθορίζουν τις συνθήκες του αέρα, όπως: θερμοκρασία ξηρού θερμομέτρου, θερμοκρασία υγρού θερμομέτρου, σχετική υγρασία κλπ. Στο σχήμα παρουσιάζεται ένα απόσπασμα του Ψ.Χ. που περιλαμβάνει και την ζώνη θερμικής άνεσης. 38 Ο Χάρτης Θερμικής Άνεσης σχεδιάστηκε με τις εξής παραδοχές: τα άτομα είναι ντυμένα με τυπικό ρουχισμό για εσωτερικούς χώρους, ασχολούνται με δουλειά γραφείου (ελαφριά δραστηριότητα), η ταχύτητα του αέρα είναι περίπου 0,1 m/s, και δεν υπάρχουν επιδράσεις από ακτινοβολία (πχ μεγάλες κρύες ή ζεστές επιφάνειες που θα είχαν σαν αποτέλεσμα την μετάδοση θερμότητας με ακτινοβολία από ή προς το ανθρώπινο σώμα). Εντούτοις, επισημαίνεται ότι η ζώνη άνεσης κάθε ατόμου ποικίλει ανάλογα με το ρουχισμό, το μεταβολισμό του και τη συνήθεια. Αξιοσημείωτο είναι ότι παρά τη διαφορετικότητα του κλίματος στις διαφορετικές γεωγραφικές και πολιτιστικές περιοχές του πλανήτη, οι περισσότεροι άνθρωποι θα επέλεγαν να είναι μέσα στο ίδιο θερμοκρασιακό φάσμα όταν είναι ντυμένοι με ανάλογο τρόπο και εκτελούν παρόμοιες δραστηριότητες. Υπάρχουν επίσης παρεκκλίσεις από τον γενικό κανόνα που έχουν να κάνουν με την τοπική προσαρμογή. Η ποσοτική συσχέτιση μεταξύ της θερμικής άνεσης και του θερμικού αισθήματος ενός ατόμου, έχει επιχειρηθεί από πολλούς ερευνητές. Η επικρατέστερη προσέγγιση είναι αυτή που βασίζεται στην θεωρία του PMV (Predicted Mean Vote) και του δείκτη δυσαρέσκειας 39 των ανθρώπων (PPD - Predicted Percent of Dissatisfied people). Οι παράμετροι PMV και PPD πρωτοπαρουσιάστηκαν και εμπειρικά ορίστηκαν από τον P.O. Fanger στην δεκαετία του 1970. Από τότε έχουν εδραιωθεί και χρησιμοποιούνται κατά κύριο λόγο στον υπολογισμό της θερμικής άνεσης. Έχουν παρατηρηθεί όμως αποκλίσεις, σημαντικές μερικές φορές, μεταξύ αυτών των προβλέψεων και δεδομένων από πραγματικές καταγραφές. Το PMV είναι μια σύνθετη μαθηματική σχέση μεταξύ των επιπέδων δραστηριότητας, ρουχισμού και τεσσάρων περιβαλλοντικών παραμέτρων. Ο προσδιορισμός του PMV έγινε με την ανάλυση ενός μεγάλου αριθμού δεδομένων που προέκυψαν από μια σειρά πειραμάτων με ανθρώπους κάτω από διαφορετικές συνθήκες περιβάλλοντος. Αυτή η μέθοδος υπολογισμού της θερμικής άνεσης, από το 1984 αποτελεί Διεθνές Πρότυπο ISO-7730 και Ευρωπαϊκό Πρότυπο ΕΝ 27730 ( Moderate thermal environments - Determination of the PMV and PPD indices and specification of the conditions for thermal comfort). Προκειμένου να βελτιωθεί η θερμική άνεση πρέπει να ληφθούν υπόψη μια σειρά από παράγοντες, όπως: Η κατανόηση των εμποδίων που θέτει το κλίμα στην παράμετρο της άνεσης. Σε κτίρια που βρίσκονται σε περιοχές με αντίξοες κλιματολογικές συνθήκες είναι δυσκολότερο να εξασφαλιστούν συνθήκες θερμικής άνεσης χωρίς την χρήση συμβατικών συστημάτων θέρμανσης/ψύξης, σε σύγκριση με τα κτίρια που βρίσκονται σε ήπια κλίματα. Η έντονη ηλιοφάνεια, η υψηλή υγρασία, οι χαμηλές χειμερινές ή νυκτερινές θερμοκρασίες και οι ισχυροί άνεμοι, δημιουργούν σημαντικά προβλήματα αν δεν αξιολογηθούν κατάλληλα και αν δεν ληφθούν υπόψιν κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού. Η χρησιμοποίηση καλά μονωμένων παραθύρων. Οι διπλοί υαλοπίνακες παρέχουν πολύ υψηλότερη αντίσταση στη ροή θερμότητας απ’ ότι τα μονά τζάμια και μπορούν να περιορίσουν τα προβλήματα που συνδέονται με την ασύμμετρη εκπομπή θερμότητας, αφού διασφαλίζουν υψηλότερη θερμοκρασία επιφάνειας. Οι απώλειες θερμότητας μπορούν να μειωθούν μέχρι και 80% σε σύγκριση με τους απλούς υαλοπίνακες, με ανάλογη εξοικονόμηση ενέργειας και βελτίωση των συνθηκών θερμικής άνεσης. Επίσης, η αεροστεγανότητά τους μειώνει τα κρύα ρεύματα τον χειμώνα που συχνά αυξάνουν τη δυσφορία των ενοίκων. Η πιθανή χρησιμοποίηση υαλοπινάκων υψηλής απόδοσης. Οι υαλοπίνακες φιλτράρουν την προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία, επιτρέποντας την είσοδο του φυσικού φωτός αλλά απορρίπτοντας ένα μεγάλο μέρος της ακτινοβολίας στο υπέρυθρο μέρος του φάσματος, μειώνοντας έτσι κατά πολύ την απολαβή θερμότητας. Συνεπώς, μειώνουν τα άμεσα ηλιακά θερμικά κέρδη και τις επιπτώσεις που μπορεί να έχει η άμεση ηλιακή ακτινοβολία σε όσους κάθονται δίπλα σε ένα παράθυρο, ενώ ταυτόχρονα εξακολουθούν να παρέχουν άφθονο φυσικό φωτισμό στους εσωτερικούς χώρους. Τα διπλά τζάμια, με χαμηλό συντελεστή εκπομπής/ ακτινοβολίας, έχουν άριστη θερμική και οπτική απόδοση και είναι ευρέως διαθέσιμα στην αγορά. Η σωστή διευθέτηση και χρήση των εσωτερικών χώρων του κτιρίου. Στα κτίρια γραφείων, η χωροθέτηση των θέσεων εργασίας μακριά από τα σημεία εισόδου/εξόδου του κτιρίου απ’όπου μπορεί να εισέρχεται ο εξωτερικός αέρας, περιορίζει τη θερμική δυσφορία. Σε κρύα κλίματα, εάν είναι απαραίτητο οι ένοικοι να εργάζονται κοντά σε μια πολύ συχνά χρησιμοποιούμενη είσοδο (πχ, οι φρουροί ασφαλείας ή θυρωροί, οι εργαζόμενοι σε τράπεζες), τότε μπορεί να προστεθεί ένας προθάλαμος δημιουργώντας μια ζώνη ανάσχεσης. Επίσης, οι θέσεις εργασίας δεν πρέπει να βρίσκονται απευθείας κάτω ή απέναντι από τα στόμια προσαγωγής του κλιματισμένου αέρα. Η προσαγωγή 40 αέρα εάν δεν διαχέεται με ομοιογένεια μέσα στο χώρο, δημιουργεί ενοχλητικά ρεύματα. Μειώνοντας την παροχή μειώνεται και η αποτελεσματικότητα των κλιματιστικών συστημάτων. Σήμερα, είναι αρκετά συνηθισμένο στο σχεδιασμό νέων εμπορικών κτιρίων να χρησιμοποιούνται οι περιμετρικές ζώνες ως χώροι κυκλοφορίας (π.χ. σκάλες, ανελκυστήρες κτλ.) αντί να τοποθετούνται στο κέντρο του κτιρίου. Αυτή η στρατηγική μπορεί να είναι ευεργετική για τους ενοίκους (ιδιαίτερα των γυάλινων κτιρίων) αφού αυτοί οι χώροι χρησιμοποιούνται πολύ λιγότερο μειώνοντας έτσι την πιθανότητα της θερμικής δυσφορίας που είναι το αποτέλεσμα της ασύμμετρης εκπομπής θερμότητας. Επιπλέον, όταν η περίμετρος του κτιρίου είναι «διαφανής» διευκολύνεται η διείσδυση του φυσικού φωτισμού βαθύτερα στο εσωτερικό του κτιρίου. Έλεγχος του ήλιου για τη μείωση των ψυκτικών φορτίων και την βελτίωση της οπτικής άνεσης Ο κατάλληλος έλεγχος της ηλιακής ακτινοβολίας είναι βασική αρχή του βιοκλιματικού σχεδιασμού. Είναι γνωστό ότι οι "καλύτερες " σχεδιαστικά στρατηγικές διαφέρουν ανάλογα με την τοποθεσία, καθώς η πορεία του ήλιου μεταβάλλεται με το γεωγραφικό πλάτος: η θέση του ήλιου στον ουρανό για την ίδια ημερομηνία είναι διαφορετική στο Ηράκλειο της Κρήτης ή στη Θεσσαλονίκη. Έτσι, οι ιδιαίτερες στρατηγικές στο πλαίσιο του σχεδιασμού για μια αποτελεσματική σκίαση για παράδειγμα, θα διαφέρουν από τόπο σε τόπο και δεν υπάρχει καμία τυποποιημένη μέθοδος που είναι αποδοτικότερη για όλες τις περιοχές. Η Γη κάνοντας μια περιστροφή την ημέρα, γυρίζει με ένα ρυθμό 15° ανά ώρα (σε σχέση με τον ήλιο). To επίπεδο περιστροφής της Γης γύρω από τον ήλιο, ονομάζεται εκλειπτικό επίπεδο. Ο άξονας περιστροφής της Γης σχηματίζει μια γωνία περίπου 23,5° με την κάθετο στο εκλειπτικό επίπεδο. Η περιστροφή της Γης γύρω από τον άξονά της προκαλεί τις ημερήσιες μεταβολές στα επίπεδα της ηλιακής ακτινοβολίας. Η θέση αυτού του άξονα σε σχέση με τον ήλιο προκαλεί εποχιακές αλλαγές στην ηλιακή ακτινοβολία. Η γωνία όμως του άξονα περιστροφής της Γης και της καθέτου στο εκλειπτικό επίπεδο παραμένει σταθερή. Το ίδιο συμβαίνει με το επίπεδο του ισημερινού της Γης με το εκλειπτικό επίπεδο. Μεταβάλλεται όμως, η γωνία που σχηματίζεται μεταξύ της ευθείας που ενώνει τα κέντρα της Γης και του ήλιου με το εκλειπτικό επίπεδο δηλαδή η γωνιακή θέση του ήλιου κατά την ηλιακή μεσημβρία σε σχέση με το επίπεδο του ισημερινού. Η γωνία αυτή μεταβάλλεται συνεχώς και ονομάζεται ηλιακή απόκλιση (δ). Είναι μηδέν κατά την φθινοπωρινή ισημερία και έχει την τιμή +23,5° το καλοκαιρινό ηλιοστάσιο, και -23,5° το χειμερινό ηλιοστάσιο (για το Β ημισφαίριο). Η πιο κοντινή απόσταση από τον ήλιο (Περιήλιο) είναι στις αρχές Ιανουαρίου (3 Ιανουαρίου) και η Γη είναι στη πιο μακρινή απόσταση της από τον ήλιο (Αφήλιο) στις αρχές Ιουλίου (4 Ιουλίου). 41 Τα διαγράμματα της ηλιακής τροχιάς είναι χρήσιμα για την μελέτη του ηλιασμού μιας τοποθεσίας ή ενός κτιρίου. Ένα διάγραμμα όπως αυτό της εικόνας μπορεί να μας δώσει την ακριβή θέση του ήλιου (ύψος και αζιμούθιο) σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή της ημέρας για ένα συγκεκριμένο μήνα και για δεδομένο γεωγραφικό πλάτος. Άλλα επίσης κλιματολογικά χαρακτηριστικά (θερμοκρασία, υγρασία, άνεμοι, ημερήσια διακύμανση της θερμοκρασίας) μιας συγκεκριμένης τοποθεσίας επηρεάζουν την συμπεριφορά των κτιρίων σε σχέση με τα ηλιακά κέρδη. Σε κρύα κλίματα, ο σχεδιασμός μπορεί να βασιστεί στην μεγιστοποίηση του χειμερινού ήλιου για την παθητική θέρμανση του κτιρίου. Αντίθετα σε ήπια κλίματα, τα άμεσα ηλιακά κέρδη είναι ανεπιθύμητα το καλοκαίρι και τότε η κατάλληλη ηλιοπροστασία (σκιασμός) είναι η πιο ενδεδειγμένη στρατηγική. Ακόμη, με την κατάλληλη μελέτη μπορεί να αξιοποιηθεί η είσοδος του φυσικού φωτισμού σε ένα κτίριο, η σωστή του διάχυση στους εσωτερικούς χώρους και η αποδοτικότερη χρήση του για την ανάδειξη των χρωμάτων και της φωτεινότητας. Η κατάλληλη εκμετάλλευση του φυσικού φωτισμού συνεπάγεται μείωση της κατανάλωσης ενέργειας για τον τεχνητό φωτισμό και μείωση των εσωτερικών θερμικών κερδών από τις ηλεκτρικές πηγές φωτισμού. Συνεπώς, ο κατάλληλος φυσικός φωτισμός μπορεί να αποτελέσει ένα σημαντικό εργαλείο στη στρατηγική για τη μείωση των ψυκτικών φορτίων κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Η ολοκληρωμένη γνώση της τροχιάς του ήλιου κατά τη διάρκεια του χρόνου είναι βασικό στοιχείο για τον υπολογισμό των ηλιακών απολαβών και για την επιλογή της στρατηγικής που θα ακολουθηθεί κατά τον σχεδιασμό. Για παράδειγμα, υπάρχει η πεποίθηση ότι οι βόρειες πλευρές ενός κτιρίου δεν δέχονται άμεση ηλιακή ακτινοβολία. Στην πραγματικότητα, αυτό δεν ισχύει πάντοτε. Στο θερινό ηλιοστάσιο και για βόρεια γεωγραφικά πλάτη 36°, όταν ο ήλιος διανύει την υψηλότερη πορεία του στον ουρανό, δύει στην πραγματικότητα 26° βορειότερα της αναμενόμενης περιοχής δύσης. Το αποτέλεσμα είναι ότι η άμεση ηλιακή ακτινοβολία πέφτει σε τοίχους και παράθυρα της βόρειας πλευράς. Αυτό βέβαια δεν σημαίνει απαραίτητα πως θα πρέπει να υπάρχει αναγκαστικά σκιασμός στη βόρεια πλευρά του κτιρίου. 42 Η απόφαση αυτή είναι αποτέλεσμα μιας ανάλυσης κόστους-οφέλους. Η γνώση όμως της πραγματικής κατάστασης υποστηρίζει την λήψη σωστών αποφάσεων. Οι υπολογισμοί των διαφόρων παραμέτρων ηλιακής γεωμετρίας, όπως η γωνία πρόσπτωσης σε επιφάνειες με διαφορετικό προσανατολισμό, μπορεί να γίνει με την χρήση απλών υπολογιστικών προγραμμάτων. Η συντριπτική πλειοψηφία εμπορικών κτιρίων, σπάνια χρησιμοποιούν τα κατάλληλα σκίαστρα για να περιορίσουν τα άμεσα ηλιακά κέρδη. Όμως, τα μπαλκόνια, οι οριζόντιοι ή κάθετοι πρόβολοι, και τα εξωτερικά φυτά μπορούν να κάλλιστα χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο της ηλιακής ακτινοβολίας σε όλες τις όψεις ενός κτιρίου, παρέχοντας παράλληλα ενδιαφέρουσες αρχιτεκτονικές και μορφολογικές λύσεις. Παρακάτω δίνονται μερικές απλές οδηγίες που αφορούν την αξιολόγηση της δομής, τον προσανατολισμό και την τοποθέτηση των παραθύρων ώστε να μεγιστοποιηθούν τα οφέλη από το βιοκλιματικό σχεδιασμό: * Οι διαφορετικές προσόψεις απαιτούν και διαφορετική αντιμετώπιση ως προς την ηλιακή ακτινοβολία. Για παράδειγμα, η ακτινοβολία που δέχονται τα ανατολικά παράθυρα στην αρχή της ημέρας όταν ο ήλιος είναι χαμηλά, μειώνεται καθώς αυξάνει το ηλιακό ύψος με το πέρασμα του χρόνου. Η εξωτερική ηλιοπροστασία με σταθερά σκίαστρα (προβόλους) δεν είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικά σε αυτή την περίπτωση. Παρόμοια προβλήματα παρουσιάζονται και στα δυτικά παράθυρα. Σε αυτές τις περιπτώσεις προτιμούνται κινητά εξωτερικά σκίαστρα. Εάν η θέα μέσα από ανατολικά και δυτικά παράθυρα δεν είναι προτεραιότητα, ελαχιστοποιώντας τη χρήση των περιορίζουμε τα προβλήματα απολαβής θερμότητας που διαφορετικά είναι δύσκολο να αντιμετωπισθούν. Τα μπαλκόνια και οι πρόβολοι μπορούν να σκιάσουν αποτελεσματικά τις νότιες διαφανείς επιφάνειες κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, λόγω του ότι ο ήλιος βρίσκεται ψηλά.. Σε αντίθεση, τον χειμώνα δεν αποκόπτουν την είσοδο της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας μέσω των διαφανών επιφανειών, αφού η ημερήσια πορεία του ήλιου είναι χαμηλά στον ορίζοντα. Ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος που βρίσκεται το κτίριο, μπορεί να είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν μεγάλου μήκους πρόβολοι για να παρέχουν την κατάλληλη σκίαση. Όσο πιο βόρεια βρίσκεται η θέση του κτιρίου, τόσο μεγαλύτεροι πρέπει να είναι οι πρόβολοι για να σκιάζουν επαρκώς. Τέλος, τα σταθερά σκίαστρα μπορούν να προσφέρουν αποτελεσματική σκίαση κατά τη διάρκεια κάποιων (αλλά όχι όλων) των μηνών του έτους. Τα βόρεια παράθυρα δεν είναι εκτεθειμένα στην άμεση ηλιακή ακτινοβολία κατά τη μεγαλύτερη διάρκεια του έτους, και έτσι συνήθως δεν γίνεται καμία ειδική μελέτη για αυτά. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, τα βόρεια παράθυρα μπορεί να δεχθούν απευθείας ηλιακή ακτινοβολία νωρίς το πρωί και αργά το απόγευμα κατά τη διάρκεια του θερινού ηλιοστασίου. Πάντως, αν κριθεί σκόπιμο, οι κάθετοι πρόβολοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ηλιοπροστασία τους. * Τα ηλιακά κέρδη εξαρτώνται τόσο από τον προσανατολισμό, όσο και από τη μορφή του κτιρίου. Διαφορετικά σχήματα κτιρίων αποκρίνονται στον ήλιο με διαφορετικούς τρόπους. Ένα κτίριο διαμορφωμένο σε σχήμα κύβου, για παράδειγμα, συνήθως 43 επηρεάζεται λιγότερο από τον ήλιο απ’ ότι ένα μακρύ, στενό κτίριο του ίδιου όγκου. Αυτό συμβαίνει επειδή ο κύβος έχει πολύ χαμηλότερη αναλογία επιφάνειας προς όγκο και, συνήθως, απαιτούνται μικρότερα ανοίγματα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα μελέτης δώδεκα εναλλακτικών αρχιτεκτονικών λύσεων που αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας μοντέλα προσομοίωσης για ένα νέο εμπορικό κτίριο γραφείων συνολικής επιφάνειας 20.000 m2, προέκυψε ότι η ενεργειακή απόδοση των κτιρίων διαφέρει έως και 6% ανάλογα με τα γεωμετρικά και μορφολογικά χαρακτηριστικά της κατασκευής τους. Ο προσανατολισμός ενός κτιρίου, διατηρώντας σταθερό τον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό, μπορεί επίσης να επηρεάσει την ενεργειακή συμπεριφορά του. Εάν οι συνθήκες το επιτρέπουν, είναι δυνατό να μειωθούν οι ενεργειακές απώλειες (ή τα ενεργειακά κέρδη) και να βελτιωθεί η άνεση αλλάζοντας μόνο τον προσανατολισμό του κτιρίου. Συνήθως, ο προσανατολισμός των μακρόστενων πλευρών προς βορρά και προς νότο και των πιο στενών πλευρών προς την ανατολή και τη δύση, έχει τα καλύτερα αποτελέσματα, παρέχοντας παράλληλα και το περισσότερο φυσικό φωτισμό. Πάντως, ακόμα και αν οι γενικές σχεδιαστικές οδηγίες για τις όψεις ενός κτιρίου που αναφέρονται πιο πάνω αποτελούν χρήσιμες αφετηρίες, δεν μπορούν να υποκαταστήσουν την ανάγκη για την επιστημονική συνδρομή και την εμπλοκή των ειδικών. Μόνο με την προσεκτική μελέτη του συγκεκριμένου κτιρίου και λαμβάνοντας υπόψη τα πραγματικά και συγκεκριμένα για κάθε περιοχή κλιματολογικά δεδομένα, μπορεί να προκύψει τελικά ένα κτίριο που να «συνεργάζεται» με το κλίμα. Θερμική μάζα: βελτιώνοντας την άνεση και την αποδοτικότητα Η θερμική μάζα των δομικών στοιχείων ενός κτιρίου εξαρτάται από την θερμοχωρητικότητα των χρησιμοποιούμενων υλικών. Η θερμοχωρητικότητα ορίζεται ως το γινόμενο της ειδικής θερμότητας του υλικού (kJ/kg.oC) επί την πυκνότητας (kg/m3) και μετράται σε kJ/m3.oC. Με έναν διαφορετικό ορισμό, η θερμοχωρητικότητα είναι το ποσό της θερμότητας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία ενός κυβικού μέτρου του υλικού κατά 1οC. Συνεπώς, για να είναι δυνατή η αποθήκευση όσο το δυνατόν μεγαλύτερης ποσότητας θερμότητας ανά μονάδα όγκου του υλικού, τότε πρέπει να χρησιμοποιηθούν υλικά με μεγάλη θερμική μάζα, δηλαδή μεγάλη θερμοχωρητικότητα. - Το μπετόν είναι υλικό με αρκετά υψηλή θερμοχωρητικότητα (1680-2500 kJ/m3.οC) και αποτελεί ένα από τα πλέον συνηθισμένα δομικά υλικά.για τη δημιουργία θερμικής μάζας. Η πέτρα (1596 kJ/m3.οC) και το τούβλο (1200 kJ/m3.οC) είναι επίσης δομικά υλικά που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση θερμότητας. Το νερό έχει μεγάλη θερμοχωρητικότητα (4212 kJ/m3.οC). Λόγω των δυσκολιών όμως που παρουσιάζει η αποθήκευσή του και η λειτουργική του ενσωμάτωση στα δομικά στοιχεία της κατασκευής, έχει περιορισμένες εφαρμογές. Αντίθετα, υλικά με πολύ χαμηλή θερμοχωρητικότητα είναι για παράδειγμα το ξύλο (528820 kJ/m3.οC) και η διογκωμένη πολυστερίνη (19-25 kJ/m3.οC). Η θερμική μάζα τοποθετείται τόσο στο εξωτερικό κέλυφος του κτιρίου (τοίχοι, οροφή), όσο και στις επιφάνειες και τα δομικά στοιχεία που βρίσκονται στους εσωτερικούς χώρους (πχ δάπεδα, εσωτερικοί τοίχοι). Η θερμική μάζα παίζει καθοριστικό ρόλο στη θερμική συμπεριφορά των κτιρίων και ειδικότερα σε όσα βασίζονται στον παθητικό ηλιασμό. 44 Η ηλιακή ακτινοβολία που τελικά περνάει μέσα από τις διαφανείς επιφάνειες και εισέρχεται στο κτίριο, απορροφάται από τα υλικά και τα αντικείμενα του εσωτερικού χώρου με αποτέλεσμα να αυξάνεται η θερμοκρασία τους και έτσι να ακτινοβολούν μεγαλύτερα ποσά θερμότητας. Απαραίτητη προϋπόθεση για την ομαλή λειτουργία των παθητικών ηλιακών συστημάτων, είναι η κατάλληλη αποθήκευση της διαθέσιμης θερμότητας κατά την διάρκεια της ημέρας και η σταδιακή απόδοσή της όταν απαιτείται (πχ το βράδυ). Με αυτό τον τρόπο αποφεύγεται η υπερθέρμανση του χώρου κατά την διάρκεια της ημέρας που τα ηλιακά κέρδη είναι υψηλά και παράλληλα αντιμετωπίζεται σε ένα βαθμό το πρόβλημα της περιοδικότητας στην διαθεσιμότητα της ηλιακής ακτινοβολίας. Η θερμική μάζα συμβάλει επίσης στην θερμική άνεση. Τα κελύφη με υψηλή θερμική μάζα αποτρέπουν τις υψηλές θερμοκρασίες του αέρα και των εσωτερικών επιφανειών και παράγουν ομοιόμορφες συνθήκες κατά διάρκεια της ημέρας. Αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία κατά τη διάρκεια της άνοιξης και του φθινοπώρου, κατά την διάρκεια περιόδων με έντονες θερμοκρασιακές διακυμάνσεις, καθώς και σε περιοχές με μεγάλες διαφορές θερμοκρασίας ημέρας-νύκτας. Η παραδοσιακή αρχιτεκτονική της νότιας Ευρώπης, βασίστηκε ουσιαστικά πάνω σ’ αυτές τις αρχές για την αντιμετώπιση των ιδιαίτερα αντίξοων συνθηκών κατά την διάρκεια του καλοκαιριού. Η αποτελεσματικότητα της θερμικής μάζας ως αποθηκευτικού μέσου είναι αποδεκτή όταν η ημερήσια διακύμανση της εξωτερικής θερμοκρασίας ξεπερνά τους 10 βαθμούς. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, επαρκής νυκτερινός αερισμός και απομόνωση του κτιρίου κατά την διάρκεια της ημέρας, λόγω ακριβώς της ύπαρξης της θερμικής μάζας μπορούν να έχουν ως αποτέλεσμα διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ της μέσης εσωτερικής και εξωτερικής θερμοκρασίας, μεγαλύτερες από 10 βαθμούς και διακύμανση της εσωτερικής θερμοκρασίας όχι μεγαλύτερη από 2,5 βαθμούς. Σε περιοχές που υπάρχουν έντονες διακυμάνσεις της ημερήσιας θερμοκρασίας, η θερμική μάζα έχει διπλό όφελος: μειώνει τις ανάγκες ψύξης κατά τη διάρκεια της ημέρας, ενώ τη νύχτα, που πέφτει η θερμοκρασία τα δομικά στοιχεία απελευθερώνουν τη θερμότητα στο εσωτερικό του κτιρίου εξασφαλίζοντας ένα ανεκτό περιβάλλον. Η θερμική μάζα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την καθυστέρηση της διάδοσης της θερμότητας διαμέσου ενός τοίχου. Η καθυστέρηση αυτή κατά τη διάρκεια των θερμών ημερών του καλοκαιριού, ισοδυναμεί με χαμηλότερες θερμοκρασίες εντός του κτιρίου και επομένως λιγότερη κατανάλωση ενέργειας για ψύξη. 45 Η θερμική μάζα έχει επίσης ευεργετικά αποτελέσματα κατά τη διάρκεια της νύκτας. Το καλοκαίρι, η εξωτερική θερμοκρασία του αέρα είναι συνήθως χαμηλότερη από την εσωτερική και συνεπώς ο νυκτερινός αερισμός μπορεί να μειώσει την εσωτερική θερμοκρασία του κτιρίου. Η κυκλοφορία του αέρα αυξάνει τον συντελεστή μετάδοσης θερμότητας με μεταφορά από τις επιφάνειες του κελύφους του κτιρίου, όπου κατά την διάρκεια της ημέρας έχει αποθηκευθεί θερμότητα, και η απαγόμενη θερμότητα μεταφέρεται στο εξωτερικό περιβάλλον. Η κυκλοφορία του αέρα μπορεί να ενισχυθεί με ανεμιστήρες οροφής ή με την λειτουργία του κεντρικού συστήματος αερισμού του κτιρίου τη διάρκεια της νύκτας. Η θερμική μάζα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να μειώσει τις ενεργειακές απαιτήσεις κατά τη διάρκεια των αιχμών της ζήτησης το καλοκαίρι, μεταθέτοντας την λειτουργία της μηχανικής ψύξης σε περιόδους εκτός αιχμής, όταν οι τιμές ηλεκτρικής ενέργειας είναι χαμηλότερες. Για παράδειγμα, μπορούμε να ψύξουμε ένα κτίριο χρησιμοποιώντας είτε φυσικούς είτε μηχανικούς τρόπους κατά την διάρκεια των εκτός αιχμής περιόδων, αφαιρώντας έτσι θερμότητα από τους τοίχους και τις οροφές. Στην περίπτωση αυτή, η θερμική μάζα λειτουργεί ως «αποθήκη δροσιάς» που αντισταθμίζει τα ενεργειακά κέρδη από τους ανθρώπους, τα φώτα, και το εξωτερικό περιβάλλον κατά τη διάρκεια της μέρας. Συνοψίζοντας μπορούμε να πούμε ότι η θερμική μάζα λειτουργεί ως αποθήκη της θερμότητας η οποία προέρχεται από το εξωτερικό του κτιρίου κατά τη διάρκεια των θερμών περιόδων της ημέρας (χειμερινή παθητική θέρμανση) ή λειτουργεί ως επιβραδυντής της μεταφορά της θερμότητας από το εξωτερικό περιβάλλον στο εσωτερικό (καλοκαιρινός παθητικός δροσισμός) , μειώνοντας έτσι τις διακυμάνσεις της εσωτερικής θερμοκρασίας. Αυτές οι διαδικασίες έχουν ως αποτέλεσμα την αύξηση των ηλιακών κερδών όταν αυτό είναι επιθυμητό, καθώς και τη μείωση του μέγιστου ψυχρού φορτίου, το οποίο με τη σειρά του μπορεί να οδηγήσει στη μείωση της απαιτούμενης ισχύος σε τεχνητό κλιματισμό. Σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί και να εξαλείψει εντελώς την ανάγκη για μηχανική ψύξη, ιδίως σε εγκαταστάσεις που έχουν λιγότερο αυστηρές απαιτήσεις εσωτερικών συνθηκών (π.χ. γκαράζ, αποθήκες κτλ.). 46 Πάνω: Χειμώνας. Η θερμότητα από τον ήλιο ή άλλες πηγές αποθηκεύεται στη θερμική μάζα των εσωτερικών χώρων. Η θερμότητα αυτή επανεκπέμπεται στον αέρα κατά τη διάρκεια της νύχτας. Κάτω: Καλοκαίρι. Οι πιο δροσερές νυχτερινές αύρες και τα ρεύματα μεταφοράς περνώντας από τη θερμική μάζα διώχνουν τη συσσωρευμένη θερμότητα. Κατά τη διάρκεια της ημέρας μπορούμε να προστατεύσουμε τη θερμική μάζα από την υπερθέρμανση με σκίαση ή (εξωτερική) μόνωση Για να βελτιστοποιήσουμε τη χρήση της θερμικής μάζας σε ένα συγκεκριμένο κτίριο, θα πρέπει να απαντηθούν τα παρακάτω ερωτήματα: o Η αυξημένη θερμική μάζα θα αποσβέσει το αρχικό της κόστος; Γενικά, η θερμική μάζα παρέχει σημαντικότερα οφέλη όταν η ημερήσια θερμοκρασία έχει μεγάλες διακυμάνσεις, για παράδειγμα, σε περιοχές με ηπειρωτικό κλίμα, καθώς και όταν η θερμοκρασία την νύχτα είναι αρκετά χαμηλότερη από την επιθυμητή εσωτερική θερμοκρασία. Εάν ένα κτίριο πρόκειται να κατασκευαστεί σε περιοχή με ήπιο παράκτιο κλίμα, το όφελος από τη χρήση οικοδομικών στοιχείων με μεγάλη θερμική μάζα ίσως να είναι και μηδαμινό. Παρόμοια, η αυξημένη θερμική μάζα θα έχει μικρή συνεισφορά αν οι εξωτερικές θερμοκρασίες διατηρούνται σε υψηλά επίπεδα για μεγάλες χρονικές περιόδους. Η χρήση υπολογιστικών προγραμμάτων για την σύγκριση δομικών στοιχείων με διαφορετική θερμική μάζα και την μελέτη των επιπτώσεων στην ενεργειακή συμπεριφορά του κτιρίου, μπορεί να βοηθήσει τον σχεδιαστή για μια ολοκληρωμένη ανάλυση κόστους-οφέλους. Όμως προσοχή: ένα μεγάλο μέρος από τα κέρδη που μπορούν να προκύψουν από τη θερμική μάζα των τοίχων, της οροφής και του δαπέδου μπορεί να χαθούν αν οι επιφάνειες καλυφθούν με γυψοσανίδες, ηχομονωτικά υλικά, ταπετσαρίες και χαλιά ή μοκέτες. Όπου είναι δυνατόν, πρέπει να αφήνουμε τις εσωτερικές επιφάνειες ανεπεξέργαστες (π.χ. εμφανές μπετόν) προκειμένου να διευκολυνθούν οι θερμικές ανταλλαγές μεταξύ των δομικών στοιχείων και του εσωτερικού περιβάλλοντος. 47 o Εσωτερική ή εξωτερική θερμομόνωση; Η συμπληρωματική (εκ των υστέρων) θερμομόνωση μπορεί να τοποθετηθεί σε ένα κτίριο τόσο στην εξωτερική όσο και στην εσωτερική πλευρά των τοίχων. Η εξωτερική θερμομόνωση είναι πιο αποτελεσματική όταν πρόκειται να χρησιμοποιηθεί σε κλίματα με μεγάλες θερμοκρασιακές διακυμάνσεις. Η προσθήκη εξωτερικής θερμομόνωσης σε υπάρχοντα κτίρια επιτρέπεται πλέον από τον νέο ΓΟΚ (Ν. 2381/13.6.2000) και δεν προσμετράται, σύμφωνα με το Άρθρο 7, στον υπολογισμό του συντελεστή δόμησης για κτίρια που υφίστανται πριν από τις 4.7.1979 (ημερομηνία δημοσίευσης του κανονισμού θερμομόνωσης ΦΕΚ 362 Δ). Η εσωτερική θερμομόνωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί όταν δεν είναι εύκολη η πρόσβαση στους εξωτερικούς τοίχους, ή όταν δεν μας ενδιαφέρει η αξιοποίηση της θερμικής μάζας στο εσωτερικό μέρος του κελύφους (πχ χώροι συνεδριάσεων και συναντήσεων, με περιοδική χρήση). Σε αυτή την περίπτωση, όταν αρχίζει να λειτουργεί το σύστημα θέρμανσης οι εσωτερικοί χώροι θα θερμαίνονται μεν γρήγορα, αλλά με την διακοπή της θέρμανσης οι χώροι δεν θα έχουν συγκρατήσει θερμότητα (αφού έχει απομονωθεί η θερμική μάζα των τοίχων) με συνέπεια την πτώση της εσωτερικής θερμοκρασίας σε σύντομο χρόνο. Διευκρινίζεται ότι η θερμική μάζα και η θερμομόνωση επιτελούν δύο τελείως διαφορετικές λειτουργίες. Όπως είπαμε και παραπάνω η θερμική μάζα παίζει το ρόλο ενός θερμοσυσσωρευτή. Το καλοκαίρι, κατά την διάρκεια της ημέρας απορροφά την επιπλέον θερμότητα και μειώνει έτσι την εσωτερική θερμοκρασία, αποδίδοντας σταδιακά την θερμότητα σε περιόδους που πλέον οι εξωτερικές συνθήκες είναι ευνοϊκότερες για φυσικό αερισμό και την απόρριψη της στο περιβάλλον. Το χειμώνα, η ίδια θερμική μάζα αποθηκεύει τη θερμότητα από τον ήλιο (αλλά και από άλλες εσωτερικές πηγές) και την αποδίδει την νύκτα, διατηρώντας το σπίτι ζεστό. Σε μια καλή εφαρμογή, ο μηχανισμός αυτός μπορεί να καθυστερήσει τη μετάδοση θερμότητας διαμέσου του κελύφους του κτιρίου από 10 έως 12 ώρες. Αντίθετα, η θερμομόνωση σταματά τη ροή θερμότητας, τον χειμώνα από το εσωτερικό του κτιρίου προς το εξωτερικό περιβάλλον ή αντίστροφα το καλοκαίρι. Δομικά στοιχεία με υψηλή θερμική μάζα δεν προσφέρουν αναγκαστικά και καλή θερμομόνωση. Το διάγραμμα δείχνει τις διακυμάνσεις της εσωτερικής θερμοκρασίας του κτιρίου για διαφορετικές κατασκευές του κελύφους σε σύγκριση με μια την διακύμανση της εξωτερικής θερμοκρασίας. Όπως φαίνεται από τις καμπύλες, οι πιο βαριές και καλά θερμομονωμένες κατασκευές έχουν μεγαλύτερη θερμική αδράνεια. Ένας πολύ αποτελεσματικός τρόπος σταθεροποίησης της θερμοκρασίας ενός κτιρίου είναι η «φύτευσή» του μέσα στη γη (στις περιπτώσεις όπου αυτό είναι δυνατό και όπου το ανάγλυφο προσφέρεται για κάτι τέτοιο). Παρά τις μεγάλες ημερήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του ατμοσφαιρικού αέρα αλλά και τις εποχιακές διακυμάνσεις, η θερμοκρασία του εδάφους, 48 μόλις λίγα μέτρα κάτω από την επιφάνειά της γης, παραμένει σχετικά σταθερή. Αυτή η σταθερής θερμοκρασίας μάζα – γύρω στους 18°C– μπορεί να παρέχει μια αστείρευτη πηγή θερμότητας ή μια καταβόθρα θερμότητας, που να μπορεί να θερμάνει το κτίριο κατά τη διάρκεια του χειμώνα και να το κρατήσει δροσερό κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Τα μονόροφα κτίρια μπορούν να επιτύχουν την καλύτερη δυνατή αξιοποίηση της σύζευξης αυτής με τη γη επειδή έχουν περισσότερη διαθέσιμη επιφάνεια σχετικά με το συνολικό τους εμβαδόν. Ο σχεδιασμός πάντως που βασίζεται στο «χτίσιμο με τη γη» αποτελεί ειδικό επιστημονικό κλάδο και ως εκ τούτου είναι σημαντικό να προσφύγει κάποιος στους ειδικούς όταν θέλει να ακολουθήσει μια τέτοια λύση. Συμπέρασμα Δεν θα ήταν υπερβολή να πούμε ότι οι αρχιτέκτονες και οι μηχανικοί οι οποίοι υιοθετούν σχεδιασμούς που ανταποκρίνονται και προσαρμόζονται στο κλίμα επιστρέφουν στις ρίζες του επαγγέλματός τους προσπαθώντας να δημιουργήσουν κτίρια που να είναι «εγγενώς» άνετα. Το γεγονός ότι οι τεχνολογίες ψύξης – θέρμανσης και τεχνητού φωτισμού μπορούν να παρέχουν τρόπους για την βελτίωση της θερμικής και οπτικής άνεσης, δεν σημαίνει ότι πρέπει να αγνοήσουμε τα κλιματικά πρότυπα. Συχνά, η προσπάθεια που απαιτείται για τον βιοκλιματικό σχεδιασμό αφορά πολύ λίγο την τεχνολογία και βασίζεται στην εκτίμηση των προκλήσεων και των ευκαιριών που παρέχει το περιβάλλον των κτιρίων, καθώς επίσης και στη συστηματική ανάλυση του τρόπου με τον οποίο οι διαφορετικές στρατηγικές ανταποκρίνονται στα χαρακτηριστικά του συγκεκριμένου κλίματος. Τα βιοκλιματικά κτίρια ελαχιστοποιούν τις απαιτήσεις για την χρήση πολύπλοκων ηλεκτρομηχανολογικών εγκαταστάσεων και συχνά επιστρατεύουν (εκτός από τη γνώση) και την κοινή λογική. Η θέρμανση, η ψύξη, ο μηχανικός αερισμός και το τεχνητός φωτισμός χρησιμοποιούνται μόνο για να συμπληρώσουν ότι η φύση έχει ήδη προσφέρει, παρέχοντας έτσι ένα άνετο και υψηλής ποιότητας περιβάλλον για τους ενοίκους του κτιρίου, με ελάχιστες ενεργειακές ανάγκες. Η ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΔΙΑΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΚΤΙΡΙΩΝ Το 36% των ενεργειακών πόρων της Ελλάδας καταναλώνεται στον οικιακό και τον τριτογενή τομέα (δημόσιες και ιδιωτικές υπηρεσίες). Οι τομείς αυτοί ευθύνονται για το 40% των συνολικών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα της χώρας. Περίπου 40 εκατομμύρια τόνοι διοξειδίου του άνθρακα απελευθερώνονται κάθε χρόνο στην ατμόσφαιρα από την ενέργεια που καταναλώνουμε κυρίως για φωτισμό, ψύξη, θέρμανση, παραγωγή ζεστού νερού κλπ, στα ιδιωτικά, εμπορικά και δημόσια κτίρια. Πολλές από τις παραπάνω εκπομπές μπορούν να μειωθούν δραστικά αν σταματήσουμε την ενεργειακή σπατάλη. Σύμφωνα με πρόσφατα στοιχεία της Eurostat, για την κατανάλωση ενέργειας στα νοικοκυριά, η Ελλάδα είναι ουραγός σε θέματα κτιριακής θερμομόνωσης. Χαρακτηριστικά αναφέρουμε ότι πάνω από τα 2/3 των κτιρίων στην Ελλάδα δεν διαθέτουν θερμομόνωση, ενώ μόνωση δαπέδου και διπλά τζάμια διαθέτει μόλις το 1 στα 10 σπίτια. Σ’αυτό συνέβαλε σε μεγάλο βαθμό και η αυθαίρετη δόμηση. Ο οικιακός τομέας, που περιλαμβάνει το 75% του συνολικού κτιριακού αποθέματος της χώρας, αριθμεί πάνω από 2,8 εκ. κτίσματα, τα περισσότερα των οποίων κατασκευάστηκαν πριν από τη δεκαετία του ‘80 που άρχισε να ισχύει ο κανονισμός θερμομόνωσης. Ένα μεγάλο μέρος της καταναλισκόμενης ενέργειας (περίπου 60%) προορίζεται για τη θέρμανση των 49 χώρων. Ένα ποσοστό της τάξης του 10% αφορά τη θέρμανση νερού και το υπόλοιπο το φωτισμό, το μαγείρεμα και τη λειτουργία των συσκευών. Τα τελευταία όμως χρόνια αυξάνονται αλματωδώς και οι ανάγκες για ψύξη-κλιματισμό. Κατανομή των καταναλώσεων ενέργειας το 1990 σε κτίρια του οικιακού και του τριτογενή τομέα στην Ελλάδα (Πηγή: ΥΠΕΧΩΔΕ 1995). Παρά το γεγονός όμως ότι η κατοικία έχει τη μερίδα του λέοντος στην κατανάλωση ενέργειας, τα κτίρια του τομέα δεν είναι και τα πιο ενεργοβόρα. Αυτό φαίνεται χαρακτηριστικά στο διάγραμμα που ακολουθεί. Μέση ετήσια κατανάλωση ενέργειας ανά μονάδα επιφανείας δαπέδου για χαρακτηριστικές κατηγορίες κτιρίων στην Ελλάδα. Μέτρα εξοικονόμησης σε παλιές κατοικίες μπορούν να μειώσουν την κατανάλωση ενέργειας μέχρι και 60%, ενώ σε νέες κατοικίες η κατανάλωση μπορεί να μειωθεί ακόμα και σε ποσοστό 90% με σωστό σχεδιασμό, κατασκευή και λειτουργία του κτιρίου και των εγκαταστάσεων. Η εξοικονόμηση ενέργειας σε ένα κτίριο, μπορεί να επιτευχθεί με: 50 τον περιορισμό των αναγκών (θερμικών-ψυκτικών φορτίων) για θέρμανση και ψύξη του κτιρίου, την εκμετάλλευση παθητικών ηλιακών συστημάτων θέρμανσης και τεχνικών ή και συστημάτων φυσικού-υβριδικού δροσισμού και κλιματισμού-ψύξης, την εκμετάλλευση του φυσικού φωτισμού, και τη σωστή επιλογή, εγκατάσταση, λειτουργία και συντήρηση των συμβατικών συστημάτων. Η μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας προκύπτει από το σωστό και ορθολογικό σχεδιασμό σε ότι αφορά τη χωροθέτηση και τον προσανατολισμό του κτιρίου, το μέγεθος, τον προσανατολισμό και τη θέση των ανοιγμάτων, καθώς και την προστασία του κελύφους (θερμομόνωση, ανεμοπροστασία και ηλιοπροστασία). Ο φυσικός δροσισμός με διαμπερή αερισμό και άλλες τεχνικές ενδείκνυται για όλες τις κλιματικές περιοχές της χώρας, συμβάλλοντας σε σημαντικό βαθμό στην εξοικονόμηση ενέργειας για ψύξη (έως και 100% για κτίρια κατοικίας στις βόρειες κλιματικές περιοχές). Απαραίτητη προϋπόθεση για την εφαρμογή τεχνικών φυσικού δροσισμού αποτελεί η ηλιοπροστασία του κτιρίου, ενώ ο νυχτερινός αερισμός προτείνεται και για χρήσεις κτιρίων του τριτογενή τομέα. Πέραν των παθητικών συστημάτων που συμβάλλουν στην εξοικονόμηση ενέργειας, πολλά μπορούν να γίνουν και στον εξοπλισμό του κτιρίου (παλαιού ή νέου) προκειμένου να μειωθούν οι ανάγκες του σε ενέργεια και να βελτιωθεί η περιβαλλοντική συμπεριφορά του. Αναφέρουμε επιγραμματικά: Τακτική συντήρηση του λέβητα, θερμομόνωση του δικτύου διανομής ζεστού νερού και του εξοπλισμού (πχ λέβητα, μπόιλερ) Αντικατάσταση λέβητα πετρελαίου με λέβητα φυσικού αερίου ή βιομάζας Σωστή θερμομόνωση του κελύφους των κτιρίων Αεροστεγάνωση των κουφωμάτων Διπλά υαλοστάσια (κυρίως στις βόρειες περιοχές της χώρας) ή υαλοστάσια χαμηλής εκπεμψιμότητας (low-e) Εξωτερική σκίαση των διαφανών επιφανειών Αξιοποίηση του φυσικού δροσισμού και του νυχτερινού αερισμού του κτιρίου Χρήση θερμοστατικών ελεγκτών για τη λειτουργία της θέρμανσης σε συνάρτηση με τον έλεγχο της εσωτερικής θερμοκρασίας Εγκατάσταση συστήματος αντιστάθμισης για την αυτόματη ρύθμιση της θερμοκρασίας του προσαγόμενου θερμού νερού στα καλοριφέρ, σε συνάρτηση με την εξωτερική θερμοκρασία και την επιθυμητή εσωτερική θερμοκρασία. Τοποθέτηση θερμοστατικών διακοπτών στα καλοριφέρ, για ρύθμιση της θερμοκρασίας κάθε δωματίου ανάλογα με τις ανάγκες Χρήση λαμπτήρων χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης Επιλογή ηλεκτρικών-ηλεκτρονικών συσκευών χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης Χρήση ηλιακών συστημάτων για ζεστό νερό χρήσης (με ηλιακούς θερμοσίφωνες), θέρμανση και κλιματισμό ή και ηλεκτροπαραγωγή (με φωτοβολταϊκά) Εγκατάσταση θερμοστάτη ή προγραμματιζόμενων ελεγκτών για την βέλτιστη λειτουργία της θέρμανσης σε μικρά κτίρια (πχ κατοικίες) και κεντρικών αυτοματισμών διαχείρισης – BMS, για μεγάλα κτίρια. Το BMS είναι ένα σύστημα με αυτόματους ελεγκτές που ελέγχουν και ρυθμίζουν τις λειτουργίες των μηχανημάτων 51 και συσκευών για θέρμανση, δροσισμό, αερισμό καθώς και φωτισμό του κτιρίου, ώστε να εξασφαλίζονται πάντοτε οι βέλτιστες εσωτερικές συνθήκες θερμικής και οπτικής άνεσης και ποιότητας αέρα, με την ελάχιστη ενεργειακή κατανάλωση. Μερικές απλές συμβουλές για την θέρμανση: - - - Προσαρμόστε τις ενδυματολογικές σας συνήθειες ανάλογα με την εποχή, ακόμα και μέσα στο σπίτι. Τα ρούχα είναι η θερμομόνωση του σώματος. Η κατάλληλη ένδυση βοηθάει στην διατήρηση της φυσικής θερμότητας που παράγει το σώμα (συνήθως για τους άντρες 390 Btu/hr και για τις γυναίκες 330 Btu/hr). Αεροστεγανώστε τα κουφώματα. Μειώνετε τις απώλειες θερμότητας και βελτιώνετε τις συνθήκες θερμικής άνεσης. Συντηρείτε την εγκατάσταση θέρμανσης στο τέλος του χειμώνα. Έτσι βελτιώνεται η απόδοση, μειώνεται η κατανάλωση καυσίμων και η ρύπανση της ατμόσφαιρας και ο εξοπλισμός έχει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Αντικαταστήστε την παλιά σας εγκατάσταση με ένα ενεργειακά αποδοτικό σύστημα από αξιόπιστη εταιρεία. Εξαερώνετε τα σώματα του καλοριφέρ. Εγκαταστήστε ένα σύστημα αντιστάθμισης σε παλιές πολυκατοικίες. Εγκαταστήστε θερμοστάτες χώρου εάν έχετε μονοκατοικία. Σε πολυκατοικίες πρέπει να γίνει ταυτόχρονη εγκατάσταση σε συνδυασμό με θερμιδομετρητές. Η θερμοστατική ρύθμιση της θέρμανσης βελτιώνει τις συνθήκες άνεσης και μειώνει την κατανάλωση. Ρυθμίστε τον θερμοστάτη σε χαμηλότερη θερμοκρασία το βράδυ ή όταν απουσιάζετε για αρκετές ώρες. Για κάθε βαθμό που χαμηλώνετε τον θερμοστάτη εξοικονομείτε 12%. Αποφεύγετε τις συχνές ρυθμίσεις του θερμοστάτη διατηρώντας την θερμοκρασία σχετικά σταθερή. Απομονώνετε τους χώρους που δεν χρησιμοποιούνται ρυθμίζοντας τον διακόπτη στα σώματα του καλοριφέρ. Ανοίγετε τις κουρτίνες και τα σκίαστρα στα νότια παράθυρα για να επιτρέπετε στον ήλιο να περάσει στους εσωτερικούς χώρους. Κλείνετε τα εξωτερικά παραθυρόφυλλα το βράδυ ή όταν φυσάει πολύ. Κλείνετε την πεταλούδα της καμινάδας του τζακιού όταν δεν το χρησιμοποιείται. Μειώστε τις απώλειες θερμότητας χρησιμοποιώντας διπλά τζάμια και μόνωση στους τοίχους. Περιορίζετε έτσι και τα φαινόμενα συμπύκνωσης υδρατμών. Αερίζετε τους εσωτερικούς χώρους για την ανανέωση του αέρα αφού σταματήσετε την θέρμανση κατεβάζοντας τον θερμοστάτη. Εγκαταστήστε ενεργειακά αποδοτικές αντλίες θερμότητας, εάν χρησιμοποιείτε ηλεκτρική θέρμανση. Διαστασιολογήστε σωστά τις εγκαταστάσεις θέρμανσης αφού εφαρμόσετε όλες τις επεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας. 52 Έλεγχος των συμβατικών συστημάτων Πριν συζητήσουμε για τα παθητικά συστήματα ή για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, καλό είναι να ξέρουμε τις δυνατότητες που υπάρχουν για εξοικονόμηση ενέργειας στις υφιστάμενες κατασκευές ή στα νέα κτίρια που προβλέπονται συμβατικά συστήματα. Κατ αρχήν λοιπόν προέχει η σωστή διαστασιολόγηση. Στις συμβατικές εγκαταστάσεις θέρμανσης, ο λέβητας του καυσίμου είναι η καρδιά του συστήματος. Η απαιτούμενη ισχύς του λέβητα προσδιορίζεται με βάση το θερμικό φορτίο και οι σχετικοί υπολογισμοί πρέπει να γίνονται με στόχο την κάλυψη του μέγιστου φορτίου. Η απόδοση των εγκαταστάσεων εξαρτάται από την ρύθμιση της καύσης, τις επιμέρους απώλειες στην παραγωγή και διανομή της θερμότητας, και γενικότερα το πρόγραμμα συντήρησης. Ο ετήσιος βαθμός απόδοσης για μια παλιάς τεχνολογίας εγκατάσταση με πετρέλαιο είναι συνήθως 70-75%, ενώ αντίστοιχα για μια νέας τεχνολογίας εγκατάσταση φτάνει (και σε μερικές περιπτώσεις μπορεί να ξεπεράσει) το 90%. Με το Π.Δ. 335 του 1993 (ΦΕΚ 143/Α/2-9-1993) καθιερώθηκε η δοκιμή της απόδοσης των νέων λεβήτων και η σήμανσή τους με το σήμα CE, σύμφωνα με την Ευρωπαϊκή Οδηγία 92/42/ΕΕ. Από τις αρχές του 1998 η Οδηγία βρίσκεται σε πλήρη εφαρμογή. Η ειδική σήμανση συνοδεύεται με το ‘Πιστοποιητικό Συμμόρφωσης’ που χορηγείται στον κατασκευαστή του λέβητα από τον φορέα πιστοποίησης και αποτελεί αποδεικτικό στοιχείο της επιτυχούς δοκιμής. Οι λέβητες που χρησιμοποιούνται στην Ελλάδα είναι συμβατικοί (υψηλών θερμοκρασιών εξόδου του νερού από 80-90οC). Οι λέβητες χαμηλών θερμοκρασιών μπορούν να λειτουργούν συνεχώς με θερμοκρασία εξόδου του νερού από 35-40οC, και χρησιμοποιούνται υποχρεωτικά σε εγκαταστάσεις με υποδαπέδια θέρμανση και μερικές φορές σε συνδυασμό με αντλίες θερμότητας. Οι λέβητες αερίου είναι πιο κατάλληλοι για να χρησιμοποιηθούν ως λέβητες χαμηλών θερμοκρασιών, γιατί η θερμοκρασία συμπύκνωσης των καυσαερίων φυσικού αερίου είναι περίπου 56oC, ενώ του πετρελαίου είναι μεγαλύτερη από 100oC, λόγω της παρουσίας των διοξειδίων του θείου. Οι λέβητες συμπύκνωσης έχουν έναν κύριο εναλλάκτη θερμότητας και έναν δευτερεύοντα πάνω από τον οποίο περνούν τα καυσαέρια. Με τον τρόπο αυτό γίνεται μερική συμπύκνωση των καυσαερίων που περνούν από τον δευτερεύοντα εναλλάκτη, απελευθερώνοντας και αξιοποιώντας έτσι το 50-80% της λανθάνουσας θερμότητας των υδρατμών. Η απόδοση ενός λέβητα συμπύκνωσης σε σχέση με τα συμβατικά συστήματα, βελτιώνεται κατά 5-15%. Η συμπύκνωση των υδρατμών μπορεί να γίνει μέσα στον ίδιο τον λέβητα ή σε ανεξάρτητο εναλλάκτη. Οι κατασκευές του λέβητα, του εναλλάκτη και της καπνοδόχου πρέπει να είναι ανθεκτικές στη διάβρωση και να υπάρχει πρόβλεψη για την απορροή και αποχέτευση των συμπυκνωμάτων. Η συντήρηση (έλεγχος καλής λειτουργίας, καθαρισμός και ρύθμιση των συστημάτων του λεβητοστασίου) πρέπει να γίνεται από ειδικευμένο τεχνίτη, τουλάχιστον μια φορά τον χρόνο. Η σωστή και τακτική συντήρηση, συντελεί στην εξοικονόμηση χρημάτων, λόγω μείωσης της κατανάλωσης του καυσίμου, σε μείωση της φθοράς του συστήματος, σε αποφυγή βλάβης κατά την χειμερινή λειτουργία και τέλος σε μείωση της εκπομπής ρύπων στο περιβάλλον. Οι απώλειες θερμότητας στο δίκτυο διανομής ζεστού νερού (προσαγωγής και επιστροφής) από τον λέβητα προς τα καλοριφέρ, ιδιαίτερα σε μεγάλα κτίρια με μεγάλες διαδρομές δικτύου και εμφανείς σωλήνες σε μη θερμαινόμενους χώρους, μειώνονται με την κατάλληλη 53 θερμομόνωση των σωλήνων διανομής του ζεστού νερού. Η θερμομόνωση των σωλήνων μπορεί να γίνει ακόμη και σε υπάρχοντα δίκτυα με τη χρησιμοποίηση υλικών που υπάρχουν στο εμπόριο. Η σωστή θερμομόνωση του λέβητα μειώνει τις απώλειες θερμότητας προς τον χώρο του λεβητοστασίου. Οι απώλειες θερμότητας από ένα λέβητα χωρίς μόνωση μπορεί να ξεπεράσουν το 5% της συνολικής κατανάλωσης καυσίμων, ενώ σε ένα μονωμένο λέβητα είναι περίπου 1%. Τα τελευταία χρόνια εξειδικευμένοι αυτοματισμοί και άλλες τεχνικές (αντιστάθμιση, χρονοδιακόπτες, διαχωρισμός σε ζώνες κ.ά.) προσφέρουν αποτελεσματικές λύσεις στην προσπάθεια να περιοριστεί το κόστος λειτουργίας, χωρίς να μειώνεται η θερμική άνεση. Ο ρυθμιστής αντιστάθμισης είναι το σύστημα που ρυθμίζει αυτόματα την θερμοκρασία του προσαγόμενου θερμού νερού στα διαμερίσματα. Η θέση ρύθμισης είναι συνάρτηση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος και της επιθυμητής θερμοκρασίας του χώρου. Η εγκατάσταση είναι υποχρεωτική σύμφωνα με την Κ.Υ.Α. 20840/79. Το σύστημα αντιστάθμισης ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις για ορθολογική χρήση ενέργειας, επιτρέποντας περισσότερες ώρες λειτουργίας της εγκατάστασης θέρμανσης, με μικρότερο κόστος, ελαχιστοποιώντας τα προβλήματα θερμικής δυσφορίας των ενοίκων. Η λειτουργία του συστήματος θέρμανσης πρέπει να ελέγχεται από εσωτερικούς θερμοστάτες, έτσι ώστε να αποφεύγεται η υπερθέρμανση. Οι εσωτερικοί θερμοστάτες χώρου, χρησιμοποιούνται σε κεντρικές εγκαταστάσεις θέρμανσης με μονοσωλήνιο σύστημα, προσφέροντας παράλληλα αυτονομία λειτουργίας. Υπάρχουν διάφοροι τύποι. Με τους απλούς χειροκίνητους θερμοστάτες ο χρήστης ελέγχει την επιθυμητή θερμοκρασία που καθορίζει την λειτουργία του συγκεκριμένου κυκλώματος θέρμανσης. Για μεγαλύτερη ευελιξία στη ρύθμιση της λειτουργίας της εγκατάστασης θέρμανσης, χρησιμοποιούνται προγραμματιζόμενοι θερμοστάτες που στην ουσία υλοποιούν τις προτιμήσεις των χρηστών. Για κάθε ένα βαθμό μείωσης της εσωτερικής θερμοκρασίας, η εξοικονόμηση ενέργειας για θέρμανση είναι περίπου 1-2%. Σε μεγάλα κτίρια, οι απαιτήσεις και οι ρυθμίσεις είναι συνήθως πιο σύνθετες, ιδίως όταν απαιτούνται διαφορετικές εσωτερικές συνθήκες ανάλογα με τη χρήση των χώρων ή όταν οι ένοικοι έχουν διαφορετικά ωράρια. Στις περιπτώσεις αυτές χρησιμοποιούνται κεντρικά συστήματα ελέγχου (BMS) που ελέγχουν πλήρως την λειτουργία της θέρμανσης καθώς και πολλών άλλων παραμέτρων και συστημάτων (πχ έλεγχος λειτουργίας του αερισμού, φωτισμού κλπ). Η ρύθμιση και η παρακολούθηση μπορούν να γίνουν εύκολα από ένα κεντρικό σημείο ελέγχου, με μια δομή που χωρίζει το χώρο σε διαφορετικές ζώνες, ανάλογα με τις απαιτήσεις. Περιορίζοντας τις εσωτερικές πηγές θερμότητας μέσα στο σπίτι Ο φωτισμός, αλλά και η χρήση ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών συσκευών μπορούν να ανεβάσουν αισθητά τη θερμοκρασία μέσα στο χώρο που εργαζόμαστε ή κατοικούμε και αυτό είναι ιδιαίτερα ανεπιθύμητο τις ζεστές μέρες του καλοκαιριού. Το πρόβλημα μετριάζεται αν χρησιμοποιήσουμε λαμπτήρες και συσκευές που εξοικονομούν ενέργεια. Ένας κλασικός λαμπτήρας πυρακτώσεως, για παράδειγμα, μετατρέπει το 80% περίπου της καταναλισκόμενης ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμότητα την οποία ακτινοβολεί στο χώρο ζεσταίνοντάς τον άσκοπα. Χρησιμοποιώντας τους νέους ενεργειακούς λαμπτήρες (π.χ. συμπαγείς λαμπτήρες φθορισμού) οι οποίοι έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής και χαμηλότερη ενεργειακή κατανάλωση (περίπου 10 φορές μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και καταναλώνουν μόνο το 20% της αντίστοιχης ηλεκτρικής ενέργειας των κοινών λαμπτήρων πυρακτώσεως), 54 αποφεύγουμε αυτή την επιπλέον θερμότητα. Παράλληλα, αξιοποιούμε στο έπακρο τις δυνατότητες φυσικού φωτισμού. Σε χώρους εργασίας, η φωτιστική απόδοση των λαμπτήρων βελτιώνεται σημαντικά με την βοήθεια ανακλαστήρων πάνω στα φωτιστικά σώματα. Οι ανακλαστήρες κατευθύνουν την φωτεινή ροή από τον λαμπτήρα προς τα κάτω, διαχέοντας έτσι περισσότερο φως προς το επίπεδο εργασίας. Απομακρύνοντας την ήδη συσσωρευμένη θερμότητα H απομάκρυνση της θερμότητας που έχει συσσωρευθεί στη θερμική μάζα ενός κτιρίου κατά τη διάρκεια μιας ζεστής θερινής μέρας μπορεί να γίνει με τον νυκτερινό αερισμό. Ο διαμπερής νυχτερινός δροσισμός μπορεί να μειώσει το ψυκτικό φορτίο ενός κτιρίου μέχρι 80%! Διαμπερής αερισμός Για να ενισχύσουμε τη φυσική κυκλοφορία του αέρα και να πετύχουμε καλύτερο και αποτελεσματικότερο δροσισμό μπορούμε να εγκαταστήσουμε ένα σύστημα μηχανισμού αερισμού. Επιπλέον, ένα τέτοιο σύστημα ανανεώνει και τον αέρα του σπιτιού, ο οποίος σημειωτέον είναι συχνά ιδιαίτερα επιβαρημένος με τοξικούς ρύπους, αλλεργιογόνες ουσίες και ενδεχομένως ραδόνιο. Ο πιο απλός και φθηνός τρόπος μηχανικού αερισμού είναι με ανεμιστήρες, κατά προτίμηση οροφής, που δημιουργούν ένα ευχάριστο ρεύμα αέρα γύρω από το ανθρώπινο σώμα.. Οι ανεμιστήρες οροφής βελτιώνουν σημαντικά τις συνθήκες θερμικής άνεσης, επιτρέποντας να αισθανόμαστε άνετα μέχρι και τους 29 οC. Ακόμα και στις περιπτώσεις που ο χώρος είναι κλιματιζόμενος, με χρήση ανεμιστήρων οροφής η κατανάλωση ενέργειας για την κάλυψη του ψυκτικού φορτίου ενός χώρου μειώνεται κατά 28-40%, ανάλογα με τις κλιματικές συνθήκες όπου βρίσκεται το κτίριο. Ένας ανεμιστήρας οροφής έχει χαμηλό αρχικό κόστος (20-100 ευρώ), ενώ μόλις που καταναλώνει την ενέργεια που χρειάζεται ένας κοινός λαμπτήρας. Αντιθέτως, τα ενεργοβόρα κλιματιστικά μπορούν να αυξήσουν το λογαριασμό ηλεκτρικού έως και κατά 50% τους θερινούς μήνες. Το όφελος της χαμηλότερης κατανάλωσης των ανεμιστήρων δεν είναι μόνο οικονομικό αλλά και περιβαλλοντικό, καθώς όσο λιγότερο ηλεκτρισμό καταναλώνουμε, τόσο λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα απελευθερώνουν στην ατμόσφαιρα οι σταθμοί που παράγουν ενέργεια από πετρέλαιο και λιγνίτη. 55 Συγκεκριμένα, αν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού ένας ανεμιστήρας λειτουργήσει συνολικά για τριάντα εικοσιτετράωρα, τότε το οικονομικό όφελος σε σύγκριση με ένα μικρό κλιματιστικό (ισχύος 1.000 Watt) για το ίδιο διάστημα θα είναι 48 ευρώ, ενώ θα αποφευχθεί η έκλυση 684 κιλών διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα! ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΓΙΑ ΩΡΙΑΙΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ Κόστος λειτουργίας Εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα Ανεμιστήρας Οροφής (40 W) 0,35 λεπτά 50 γραμμάρια Κλιματιστικό (9.000 Btu, 1.000 Watt) 7,5 λεπτά 1.000 γραμμάρια Τα μυστικά του κλιματισμού Όταν πλέον έχουν εξαντληθεί όλα τα προληπτικά μέτρα για τη μείωση των ψυκτικών φορτίων και την εκμετάλλευση φυσικών και υβριδικών συστημάτων δροσισμού, μπορεί να χρειαστεί η εγκατάσταση και λειτουργία κλιματιστικών μονάδων που θα καλύψουν τις επιπλέον ανάγκες. Τα νέου τύπου κλιματιστικά συστήματα είναι συνήθως αντλίες θερμότητας με μεγάλη απόδοση. Επιλέγουμε το κατάλληλο μέγεθος κλιματιστικού ανάλογα με το μέγεθος του χώρου (επιφάνεια δαπέδου, όγκο) και τα φορτία. Μια μεγάλη μονάδα δεν είναι απαραίτητα καλύτερη γιατί δεν θα ψύξει τον χώρο ομοιόμορφα. Η σωστά διαστασιολογημένη μονάδα λειτουργεί πιο αποδοτικά για περισσότερο χρόνο σε αντίθεση με μια μεγαλύτερη μονάδα που κάνει συνεχείς κύκλους λειτουργίας. Η απόδοση του συστήματος βελτιώνεται όταν το εξωτερικό τμήμα του μηχανήματος προστατεύεται από την άμεση έκθεσή του στον ήλιο και τους ισχυρούς ανέμους. Η τοποθέτηση της εσωτερικής μονάδας γίνεται σε συνάρτηση με τη γεωμετρία του χώρου. Η διεύθυνση του αέρα ρυθμίζεται από τα πτερύγια της μονάδας να έχει κατεύθυνση προς τα πάνω, αφού ο κρύος αέρας είναι βαρύτερος και κινείται προς τα κάτω. Ο καθαρισμός των φίλτρων της εσωτερικής μονάδας είναι απαραίτητος μια φορά τον μήνα ή ανάλογα με τη χρήση. Μερικές απλές συμβουλές για τον κλιματισμό - Επιλέξτε ενεργειακά αποδοτικά κλιματιστικά και μειώστε την κατανάλωση ενέργειας κατά 20-50%. Εγκαταστήστε το κατάλληλο μέγεθος κλιματιστικού για τον χώρο σας. 56 - - Μια υπερδιαστασιολογημένη μονάδα θα καταναλώνει περισσότερο, ενώ μια υποδιαστασιολογημένη μονάδα δεν θα καλύπτει τις ανάγκες σας. Διατηρείστε τον θερμοστάτη του κλιματιστικού στα συνηθισμένα επίπεδα. Χαμηλώνοντας την θερμοκρασία όταν ξεκινάτε την λειτουργία του μηχανήματος δεν θα ψύξει τον χώρο πιο γρήγορα και υπάρχει κίνδυνος να μειωθεί η θερμοκρασία του χώρου ακόμη και κάτω από τις συνθήκες άνεσης, αυξάνοντας έτσι το λειτουργικό κόστος. Προγραμματίστε την λειτουργία του κλιματιστικού ανάλογα με τις απαιτήσεις σας και την χρήση των χώρων. Ρυθμίστε τον ανεμιστήρα του κλιματιστικού σε χαμηλές ταχύτητες όταν υπάρχει πρόβλημα υψηλής υγρασίας. Προσοχή στις ηλεκτρικές συσκευές Η χρήση συνεχώς αυξανόμενου αριθμού ηλεκτρικών συσκευών στα κτίρια, επιβαρύνει το ενεργειακό ισοζύγιο και αυξάνει την κατανάλωση. Από την άλλη πλευρά, είναι θετικό το γεγονός ότι, οι νέες συσκευές είναι πολύ πιο αποδοτικές. Οι διάφοροι τύποι μιας οικιακής συσκευής δεν καταναλώνουν την ίδια ενέργεια και συνεπώς το λειτουργικό τους κόστος για όλα τα χρόνια που θα χρησιμοποιούνται μπορεί να διαφέρει σημαντικά. Αναζητήστε την ετικέτα ενεργειακής σήμανσης που σύμφωνα με τον νόμο πρέπει να τοποθετείται σε εμφανές σημείο των συσκευών όπως: ψυγεία-καταψύκτες, πλυντήρια και στεγνωτήρια ρούχων, πλυντήρια πιάτων. Η ετικέτα δείχνει την ενεργειακή αποδοτικότητα της συσκευής και την κατανάλωση ενέργειας, που μεταφράζονται σε κόστος λειτουργίας. Οι κλάσεις ενεργειακής αποδοτικότητας χαρακτηρίζονται με τα γράμματα Α, Β, …, G, αρχίζοντας από τις πιο ενεργειακά αποδοτικές συσκευές (Α), μέχρι τις μη αποδοτικές συσκευές (G). Η ενδεικτική τιμή της ετήσιας κατανάλωσης ενέργειας σε κιλοβατώρες δίνεται βάσει των αποτελεσμάτων κατά την διάρκεια των πρότυπων δοκιμών. Η 57 πραγματική κατανάλωση ενέργειας θα εξαρτηθεί βέβαια από τον τρόπο χρήσης της συσκευής. Για να επιλέγουμε σωστά και οικονομικά, πέρα από το κόστος αγοράς μιας συσκευής πρέπει να εξετάζουμε και το κόστος λειτουργίας της. Υψηλή ενεργειακή κατανάλωση σημαίνει υψηλό λειτουργικό κόστος για όλη την διάρκεια ζωής της συσκευής. Οι διαφορές είναι μεγάλες: από ένα ‘οικονομικό’ ψυγείο μπορεί να κερδίσουμε 300-1.000 KWh τον χρόνο και άλλες 200 KWh από ένα πλυντήριο ρούχων. Για τις συσκευές που δεν διαθέτουν ακόμη την ενεργειακή σήμανση, πρέπει να εξετάσουμε τα τεχνικά τους χαρακτηριστικά και τις λειτουργικές τους δυνατότητες. Τα χρήματα που θα εξοικονομηθούν από το μειωμένο λειτουργικό κόστος αποσβένουν μέσα σε λίγα χρόνια ακόμη και το πιθανώς υψηλότερο κόστος αγοράς. Οι περίοδοι του μειωμένου τιμολογίου της ΔΕΗ προσφέρονται για την λειτουργία των πιο ενεργοβόρων ηλεκτρικών συσκευών όπως ο φούρνος, τα πλυντήρια ρούχων και πιάτων και το ηλεκτρικό σίδερο. Μπορούμε να βεβαιωθούμε ότι έχουμε μειωμένο τιμολόγιο, ελέγχοντας τον λογαριασμό της ΔΕΗ. Εάν δεν αναφέρεται μειωμένο τιμολόγιο, τότε μπορούμε να επικοινωνήσουμε με την ΔΕΗ για να μας συνδέσουν ένα νέο μετρητή ή να μας μεταφέρουν στο νέο ωράριο. Πολλές ηλεκτρικές συσκευές καταναλώνουν ενέργεια όχι μόνο όταν λειτουργούν αλλά ακόμη και όταν νομίζουμε ότι έχουμε κλείσει την συσκευή. Η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας από τις διάφορες ηλεκτρικές συσκευές που δεν βρίσκονται σε χρήση, αναφέρεται ως ‘διαρροή’ ηλεκτρικής ενέργειας ή κατανάλωση σε κατάσταση αναμονής. Εκτιμάται ότι για το σύνολο των χωρών της Ευρωπαϊκής Ένωσης, οι ηλεκτρικές συσκευές σε κατάσταση αναμονής ξοδεύουν τόση ηλεκτρική ενέργεια όση καταναλώνει μια χώρα σαν την Ελλάδα. Πρόσφατη έκθεση της Διεθνούς Υπηρεσίας Ενέργειας εκτιμά ότι στην Ελλάδα, τουλάχιστον το 1,5% της συνολικά καταναλισκόμενης ηλεκτρικής ενέργειας σπαταλάται σε συσκευές που βρίσκονται σε κατάσταση αναμονής στα σπίτια μας. Αν προσθέσουμε και τις αντίστοιχες συσκευές σε γραφεία και εμπορικές επιχειρήσεις, η σπατάλη είναι ακόμη μεγαλύτερη. Στην Ελλάδα, μόνο στον οικιακό τομέα, χάνουμε μ’ αυτόν τον τρόπο τουλάχιστον 600 εκατομμύρια κιλοβατώρες κάθε χρόνο. Τι σημαίνει αυτό; Σημαίνει περίπου 42 εκατομμύρια ευρώ σε φουσκωμένους λογαριασμούς, αλλά και ετήσια έκλυση 600.000 τόνων διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. ΤΙ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΞΕΡΟΥΜΕ ΓΙΑ ΤΗ ΘΕΡΜΟΜΟΝΩΣΗ Βασική προϋπόθεση για την μείωση της κατανάλωσης ενέργειας για θέρμανση και την βελτίωση των εσωτερικών συνθηκών θερμικής άνεσης είναι η μείωση των θερμικών απωλειών που επιτυγχάνεται, αφενός με τη μεγιστοποίηση των ηλιακών κερδών (το χειμώνα) την ηλιοπροστασία (το καλοκαίρι) και την κατάλληλη θερμομόνωση. Η θερμoμόvωση του κελύφους ενός κτιρίου επιτυγχάνεται με την επιλογή υλικών με μικρό συντελεστή θερμοπερατότητας (ή συντελεστής U-value, μετράται σε W/m2K). Τα υλικά αυτά, τοποθετημένα στα διάφορα στοιχεία του κελύφους (τοίχοι, δάπεδα, οροφή κτλ.) μπορούν να μειώσουν σημαντικά τις θερμικές απώλειες τoυ κτιρίoυ κατά τη διάρκεια τoυ χειμώvα, κατά ένα ποσοστό τα θερμικά κέρδη τo καλoκαίρι και να περιορίσουν τα προβλήματα που σχετίζονται με τη θερμική δυσφορία που προκαλούν οι κρύες επιφάνειες. Επίσης εμποδίζοντας τη διείσδυση του κρύου αέρα μέσα από τα κουφώματα του κτιρίου, με την σωστή 58 αεροστεγανότητα των ανοιγμάτων (πχ παράθυρα, πόρτες) και την ανεμοπροστασία του κτιρίου γενικότερα, μειώνονται οι θερμικές απώλειες αλλά και τα ρεύματα του αέρα που αυξάνουν το συναίσθημα της θερμικής δυσφορίας. Μειώνοντας τα θερμικά φορτία μειώνεται η κατανάλωση ενέργειας και η απαιτούμενη θερμική ισχύς. Με άλλα λόγια μπορεί να εγκατασταθεί ένα μικρότερο σύστημα θέρμανσης (συνεπώς έχουμε μικρότερο αρχικό κόστος εξοπλισμού) το οποίο κατά κανόνα λειτουργεί πιο αποδοτικά, με συνέπεια να καταναλώνεται λιγότερο καύσιμο ή ηλεκτρική ενέργεια, και να εξοικονομούνται χρήματα κατά τη διάρκεια της λειτουργίας. Σε σωστά θερμoμοvωμέvα κτίρια, η καταvάλωση θερμικής εvέργειας μπoρεί vα είvαι 20-40% μικρότερη από τηv εvεργειακή καταvάλωση εvός κτιρίoυ χωρίς θερμoμόvωση. Στις νέες κατασκευές κτιρίων εφαρμόζεται ο Κανονισμός Θερμομόνωσης Κτιρίων (ΚΘΚ) (Πρoεδρικό Διάταγμα Φ.Ε.Κ./362 - 4.7.79) σύμφωνα με τον οποίο για κάθε νέο κτίριο απαιτείται η μελέτη και η τοποθέτηση θερμομόνωσης για την έκδοση της άδειας κατασκευής του κτιρίου. Η μόνωση τοποθετείται στους εξωτερικούς τοίχους, στις εξωτερικές πλευρές του σκελετού για να αποφεύγονται οι θερμογέφυρες, την οροφή και την πυλωτή. Επιπλέον, η κατάλληλη διαστασιολόγηση και επιλογή υλικών για τα ανοίγματα (π.χ. διπλά τζάμια) επηρεάζει την θερμική συμπεριφορά του κτιριακού κελύφους. Στα υπάρχοντα κτίρια μπορούν να αντικατασταθούν οι υπάρχοντες υαλοπίνακες με διπλά τζάμια, να βελτιωθεί η αεροστεγανότητα των ανοιγμάτων, να τοποθετηθεί θερμομόνωση στην οροφή και τελικά να θερμομονωθούν οι τοίχοι είτε εξωτερικά είτε εσωτερικά. Τα θερμομονωτικά υλικά που χρησιμοποιούνται είναι συνήθως τα οργανικά κυψελώδη υλικά όπως η εξηλασμένη και η διογκωμένη πολυστερίνη σε πλάκες, η πολυουρεθάνη κ.λπ, τα ανόργανα ινώδη υλικά ορυκτής προέλευσης όπως πετροβάμβακας, ορυκτοβάμβακας και υαλοβάμβακας, σε μορφή ρολών (παπλώματος) ή πλάκες, τα οργανικά ινώδη υλικά από ξυλόμαλλο σε πλάκες, κ.λπ., τα ανόργανα κοκκώδη υλικά όπως ο περλίτης, η ελαφρόπετρα, ο βερμικουλίτης κ.λπ, τα θερμομονωτικά σκυροδέματα όπως το κισσηρομπετόν, το περλομπετόν, το ελαφρομπετόν κ.λπ, τα θερμομονωτικά τούβλα ή άλλα θερμομονωμένα δομικά στοιχεία, που κατασκευάζονται από διάφορα υλικά, και υλικά από καουτσούκ τα οποία χρησιμοποιούνται για την μόνωση σωληνώσεων υδραυλικών εγκαταστάσεων ή δεξαμενών κεντρικών εγκαταστάσεων θέρμανσης, ψύξης και κλιματισμού. Εξωτερικές Όψεις Το πάχος του θερμομονωτικού υλικού προκύπτει από την μελέτη θερμομόνωσης σύμφωνα με τον ΚΘΚ, σε σχέση με τα άλλα δομικά υλικά και τις κλιματολογικές συνθήκες της περιοχής. Η κατασκευή της εξωτερικής τοιχοποιίας πλήρωσης μπορεί να γίνει με θερμομονωτικά τούβλα ή άλλα θερμομονωμένα δομικά στοιχεία όπως τούβλα που ήδη έχουν ενσωματωμένη την μόνωση. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στη θερμομόνωση του φέροντος οργανισμού και των άλλων επιφανειών από οπλισμένο σκυρόδεμα του κτιρίου, για παράδειγμα υποστυλώματα, τοιχία, δοκοί, διαζώματα (σενάζ) και πρέκια, για την αποφυγή θερμογεφυρών. Στα τμήματα του κτιριακού κελύφους που παρουσιάζονται οι θερμογέφυρες, μειώνεται η θερμική αντίστασή τους και συνεπώς παρουσιάζουν μεγαλύτερο συντελεστή θερμοδιαπερατότητας. Τον χειμώνα, οι θερμοκρασίες των εσωτερικών επιφανειών είναι σημαντικά μικρότερες από τις αντίστοιχες θερμοκρασίες των ομοιογενών και των καλά θερμομονωμένων τμημάτων. 59 Συχνά, η θερμοκρασία των επιφανειών που παρουσιάζονται οι θερμογέφυρες τείνουν να πλησιάσουν την θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα. Με την σωστή τοποθέτηση του κατάλληλου θερμομονωτικού υλικού, διακόπτεται αυτή η διαρροή θερμότητας, με αποτέλεσμα την μείωση των ενεργειακών απωλειών από τους θερμαινόμενους χώρους προς το εξωτερικό περιβάλλον, την επίτευξη ομοιογενών θερμοκρασιών πάνω στις επιφάνειες και την αποφυγή υγροποίησης υδρατμών ή ανάπτυξης μυκήτων (μούχλας) που αποτελούν και τα πιο συνηθισμένα προβλήματα στα δομικά στοιχεία όπου δημιουργούνται θερμογέφυρες. Ανάλογα με την κατασκευή και λειτουργία του κτιρίου, τις εξωτερικές κλιματολογικές συνθήκες και την γενικότερη έκθεση του κελύφους, οι απώλειες από τις θερμογέφυρες αντιπροσωπεύουν 10%-30% των συνολικών θερμικών απωλειών του κτιρίου. Σε υπάρχοντα κτίρια, η πρόσθήκη θερμομόνωσης στους εξωτερικούς τοίχους μπορεί να γίνει εσωτερικά ή εξωτερικά. Η εσωτερική τοποθέτηση της θερμομόνωσης είναι πιο εύκολη αλλά έτσι δεν είναι δυνατή η εκμετάλλευση της θερμοχωρητικότητας των δομικών υλικών. Συνεπώς, όταν αρχίζει να λειτουργεί το σύστημα θέρμανσης οι εσωτερικοί χώροι θα θερμαίνονται γρήγορα, αλλά με την διακοπή της θέρμανσης οι χώροι δεν θα έχουν συγκρατήσει θερμότητα (αφού έχει απομονωθεί η θερμική μάζα των τοίχων) με συνέπεια την πτώση της εσωτερικής θερμοκρασίας σε σύντομο χρόνο. Η εξωτερική προσθήκη της θερμομόνωσης είναι προτιμότερη και πιο αποτελεσματική και επιτρέπεται πλέον από τον νέο ΓΟΚ (Ν. 2381/13.6.2000) αφού σύμφωνα με το Άρθρο 7, για τον υπολογισμό του συντελεστή δόμησης που πραγματοποιείται στο οικόπεδο δεν προσμετράται η επιφάνεια που καταλαμβάνεται για την προσθήκη εξωτερικής θερμομόνωσης σε κτίριο που υφίσταται πριν από τις 4.7.1979 (ημερομηνία δημοσίευσης του κανονισμού θερμομόνωσης ΦΕΚ 362 Δ) κτιρίου και κατασκευάζεται σύμφωνα με τους κανονισμούς που εκδίδονται σε εφαρμογή του άρθρου 26. Επιπλέον, δεν προσμετρώνται οι επιφάνειες που δημιουργούνται από για την προσθήκη παθητικών ηλιακών συστημάτων. Σε συνδυασμό με την πιθανή ανάγκη για μια γενικότερη ανακαίνιση των εξωτερικών όψεων, το κόστος μιας τέτοιας επέμβασης κυμαίνεται σε λογικά επίπεδα (25-40 ευρώ/m2). Εξωτερική θερμομόνωση τοίχων με θερμομονωτικές πλάκες ορυκτών ινών, πριν το σοβάτισμα. 60 Μια εναλλακτική λύση, ιδιαίτερα σε ορισμένες ειδικές εφαρμογές, είναι η διαφανής θερμομόνωση για την κατασκευή μεγάλων εξωτερικών επιφανειών. Οι θερμομονωτικές ιδιότητες της διαφανούς θερμομόνωσης είναι καλύτερες ακόμη και από τους διπλούς υαλοπίνακες. Ο μέσος συντελεστής θερμοπερατότητας των υλικών αυτών είναι 1 W/m2.K για ένα τυπικό πάχος 10 cm, ενώ για διπλούς υαλοπίνακες είναι περίπου 3 W/m2.K, με παρόμοιους συντελεστές διαπερατότητας. Επιπλέον, τα στοιχεία διαφανούς θερμομόνωσης διαχέουν την ηλιακή ακτινοβολία, περιορίζοντας με αυτό τον τρόπο τα προβλήματα θάμβωσης. Τα υλικά που ήδη διατίθενται στην αγορά περιλαμβάνουν οργανικά πλαστικά υλικά με τιμές U μικρότερες από 1W/m2.K για πάχος 2 cm, και διαπερατότητα 40-50%. Στα πιο δημοφιλή σύγχρονα υλικά περιλαμβάνονται ακρυλικά ή πολυανθρακούχα που έχουν κατάλληλη δομή, για παράδειγμα τριχοειδή ή κυψελωτή. Το κόστος των υλικών παραμένει σχετικά υψηλό και απαιτούνται μερικές ακόμη βελτιώσεις έτσι ώστε να διατηρούνται οι αποδόσεις και οι θερμοοπτικές ιδιότητες των υλικών καθώς και η διάρκεια ζωής τους. Η διαφανής θερμομόνωση μπορεί να τοποθετηθεί πάνω από υπάρχουσες αμόνωτες τοιχοποιίες κατά παρόμοιο τρόπο με την προσθήκη της συνηθισμένης θερμομόνωσης. Μια από τις μεγαλύτερες εφαρμογές διαφανούς θερμομόνωσης έχει γίνει σε φοιτητική εστία του Πανεπιστημίου Strathclyde στην Γλασκώβη, Σκωτία. Η συνολική επιφάνεια της διαφανούς θερμομόνωσης στην νότια όψη των κτιρίων καλύπτει 1.040 m2. Το πάχος του πολυανθρακούχου υλικού είναι 10cm με κυψελωτή δομή, ενώ ο αποθηκευτικός τοίχος από μπετόν έχει πάχος 15cm και έχει χρωματισθεί για αισθητικούς λόγους. Τα διπλά τζάμια μειώνουν τις απώλειες θερμότητας και βελτιώνουν τις συνθήκες θερμικής άνεσης. Στα νέα κτίρια, έχει πλέον σχεδόν καθιερωθεί η χρήση διπλών υαλοπινάκων οι οποίοι επιπλέον προσφέρουν και καλύτερη ηχομόνωση. Σε υπάρχοντα κτίρια, εάν στα πλαίσια μιας ανακαίνισης πρόκειται να αντικατασταθούν τα κουφώματα των ανοιγμάτων, τότε είναι ευκαιρία να τοποθετηθούν διπλά τζάμια. Ανάλογα όμως με το είδος και την κατάσταση του πλαισίου μπορεί να είναι δυνατή η αντικατάσταση του μονού υαλοπίνακα με διπλό στο ίδιο πλαίσιο. Οι καλές θερμομονωτικές ιδιότητες των διπλών υαλοπινάκων, οφείλονται στο διάκενο του αέρα μεταξύ των δυο επιφανειών. Για να επιτευχθεί όμως η καλή θερμική συμπεριφορά του παραθύρου (ή της μπαλκονόπορτας), πρέπει να εξασφαλίζεται ταυτόχρονα και η αεροστεγανότητά του και να ελέγχονται οι θερμομονωτικές ιδιότητες του πλαισίου (έτσι ώστε να αποφεύγονται οι θερμογέφυρες). Το τελευταίο επιτυγχάνεται π.χ. με πλαίσια που έχουν θερμοδιακοπή. Για να βελτιωθεί ακόμη περισσότερο η θερμική συμπεριφορά των διαφανών επιφανειών, το διάκενο μεταξύ των διπλών (ή τριπλών) υαλοπινάκων μπορεί να πληρωθεί με αέριο που έχει χαμηλό συντελεστή αγωγής (π.χ. αργό, κρυπτό, ξένο). Εναλλακτικά, μπορεί να υπάρχει κενό αέρα που περιορίζει ακόμη περισσότερο τις απώλειες θερμότητας μέσα από ένα διπλό υαλοπίνακα αφού πλέον ο μόνος τρόπος για την μετάδοση θερμότητας είναι με ακτινοβολία. Τέλος, η μετάδοση θερμότητας με ακτινοβολία μπορεί να περιοριστεί χρησιμοποιώντας μια διαφανή επίστρωση με χαμηλό συντελεστή εκπομπής στις εσωτερικές πλευρές των υαλοπινάκων. Το γενικότερο πρόβλημα σε αυτού του είδους τις κατασκευές είναι το σχετικά υψηλό κόστος σε σχέση με τις συμβατικές κατασκευές. Υαλοπίνακες οι οποίοι έχουν επιλεκτικές ιδιότητες σε διαφορετικά μήκη κύματος χρησιμοποιούνται συνήθως σε θερμά κλίματα, ενώ υαλοπίνακες με επιστρώσεις χαμηλού συντελεστή εκπομπής είναι προτιμότεροι για τα ψυχρά κλίματα. Οι υαλοπίνακες με 61 διαφορετικές ιδιότητες σε διαφορετικά μήκη κύματος της ακτινοβολίας είναι διαπερατοί στην ορατή ακτινοβολία και αντανακλούν το υπεριώδες μέρος του φάσματος. Όσο μεγαλύτερο είναι το πηλίκο του συντελεστή διαπερατότητας στην ορατή ακτινοβολία προς τον συντελεστή σκίασης (ο οποίος περιγράφει την διαπερατότητα του υαλοπίνακα στην ηλιακή ακτινοβολία) τόσο μεγαλύτερη είναι η επιλεκτικότητα του υαλοπίνακα. Το πηλίκο αυτό συνήθως αναφέρεται σαν ο συντελεστής ψυχρότητας (coolness factor) με τιμές που κυμαίνονται μεταξύ 0,25 έως 1,6. Υαλοπίνακες με ηλεκτροχρωμικές, θερμοχρωμικές και φωτοχρωμικές επιστρώσεις, έχουν την δυνατότητα να αλλάζουν ηλεκτροστατικά την οπτική τους διαπερατότητα. Το αποτέλεσμα εξαρτάται, ανάλογα με τον τύπο του υαλοπίνακα, από την ένταση της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας, την εξωτερική θερμοκρασία του αέρα, τα φορτία κλιματισμού του χώρου κατά την προηγούμενη χρονική περίοδο και τα εσωτερικά επίπεδα φυσικού φωτισμού. Επίσης, οι οπτικές τους ιδιότητες μεταβάλλονται ανάλογα με τις απαιτήσεις, αποδίδοντας στον υαλοπίνακα υψηλή διαπερατότητα (ανοιχτόχρωμος υαλοπίνακας) είτε πολύ χαμηλή διαπερατότητα (σκουρόχρωμος υαλοπίνακας). Η μεταβολή των οπτικών ιδιοτήτων επιτυγχάνεται εφαρμόζοντας μια πολύ χαμηλή τάση ηλεκτρικού ρεύματος δια μέσου της ηλεκτροχρωμικής επίστρωσης. Ο συντελεστής σκιασμού (SC) μπορεί να μεταβάλλεται από 0,98 έως 0,36 και ο συντελεστής διαπερατότητας στην ορατή ακτινοβολία από 0,85 έως 0,13. Οι οπτικές ιδιότητες των θερμοχρωμικών υαλοπινάκων μεταβάλλονται ανάλογα με την θερμοκρασία, ενώ των φωτοχρωμικών υαλοπινάκων μεταβάλλονται ανάλογα με την ένταση της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας. Το κόστος αυτού του τύπου υαλοπινάκων είναι ακόμη πολύ υψηλό. 62 ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΧΡΗΜΑΤΩΝ ΜΕ ΕΞΥΠΝΑ ΠΑΡΑΘΥΡΑ ΤΥΠΟΙ ΠΑΡΑΘΥΡΩΝ Π1 Απλό υαλοστάσιο - Πλαίσιο αλουμινίου Π2 Απλό υαλοστάσιο - Πλαίσιο αλουμινίου με θερμοδιακοπή Π3 Απλό υαλοστάσιο – Ξύλινο πλαίσιο Π4 Διπλό υαλοστάσιο - Πλαίσιο αλουμινίου Π5 Διπλό υαλοστάσιο - Πλαίσιο αλουμινίου με θερμοδιακοπή Π6 Διπλό υαλοστάσιο – Ξύλινο πλαίσιο Π7 Π8 Π9 Διπλό υαλοστάσιο χαμηλής εκπεμψιμότητας (Low-e) Πλαίσιο αλουμινίου Διπλό υαλοστάσιο χαμηλής εκπεμψιμότητας (Low-e) Πλαίσιο αλουμινίου με θερμοδιακοπή Διπλό υαλοστάσιο χαμηλής εκπεμψιμότητας (Low-e) Ξύλινο πλαίσιο - Η θερμοδιακοπή στα πλαίσια αλουμινίου προσφέρει εξοικονόμηση 3-5%. - Τα ξύλινα πλαίσια προσφέρουν εξοικονόμηση 8-10% σε σχέση με τα αντίστοιχα από αλουμίνιο. Την ίδια εξοικονόμηση προσφέρουν περίπου και τα σύνθετα πλαίσια ξύλου-αλουμινίου, καθώς και τα συνθετικά από PVC. Η χρήση των τελευταίων όμως δεν συνιστάται, γιατί το PVC είναι το χειρότερο από περιβαλλοντικής σκοπιάς πλαστικό και η χρήση του θα πρέπει να αποφεύγεται. 63 Συμβολή του τύπου των παραθύρων στην κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση-δροσισμό (συμβατικό παράθυρο με απλό υαλοστάσιο = 100) Π1 Π2 Π3 Π4 Π5 Παλιά κτίρια 100 96 92 88 84 (χωρίς μόνωση) 4% 8% 12% 16% Εξοικονόμηση Νέα κτίρια 100 95 90 86 81 (με μόνωση) 5% 10% 14% 19% Εξοικονόμηση 9 8 7 6 5 Αξιολόγηση Π6 Π7 Π8 Π9 79,5 83,5 80,5 75 20,5% 16,5% 19,5% 25% 75 80 76 70 25% 2 20% 4 24% 3 30% 1 Συγκριτικά κόστη θέρμανσης-ψύξης για διάφορους τύπους παραθύρων 100 80 60 40 20 0 Π1 Π2 Π3 Π4 Π5 Παλιά κτίρια Π6 Π7 Π8 Π9 Νέα κτίρια Τα παραπάνω συγκριτικά κόστη εκφράζουν μέσες τιμές για κτίρια στις κλιματικές συνθήκες της Ελλάδας. Προφανώς, ανάλογα με την κλιματική ζώνη, αλλά και την ποιότητα της κατασκευής, τη σκίαση, τον προσανατολισμό του κτιρίου, κ.λπ υπάρχουν διαφοροποιήσεις από τις ενδεικτικές αυτές τιμές. Μια ενδιαφέρουσα πηγή στο διαδίκτυο όπου μπορείτε να βρείτε πολλές πληροφορίες για τα παράθυρα, είναι η εξής: www.efficientwindows.org 64 Δώματα και Στέγες Τα δώματα (επίπεδη οροφή) και οι στέγες, αποτελούν το ανώτερο τμήμα του κτιριακού κελύφους μέσω του οποίου γίνονται οι ανταλλαγές θερμότητας με το εξωτερικό περιβάλλον. Επιπλέον, τα στοιχεία αυτά υπόκεινται στις δυσμενέστερες θερμικές επιβαρύνσεις σε σχέση με τα υπόλοιπα δομικά στοιχεία του εξωτερικού κελύφους των κτιρίων. Tα μονοκέλυφα συμπαγή δώματα είναι ο συμβατικός τρόπος κατασκευής στην Ελλάδα. Το βασικό τους χαρακτηριστικό στοιχείο έναντι των άλλων τύπων είναι ότι οι αλλεπάλληλες στρώσεις υλικών αποτελούν μια ενιαία κατασκευή, στην οποία το θερμομονωτικό στρώμα είναι κάτω από το στεγανωτικό υλικό έτσι ώστε να προστατεύεται από την υγρασία. Tα αντεστραμμένα δώματα αποτελούνται και αυτά από αλλεπάλληλες στρώσεις υλικών όπως και τα συμπαγή δώματα, διαφέρουν όμως από τα συμβατικά στο ότι η θερμομόνωση τοποθετείται πάνω από το στεγανωτικό υλικό. Υπάρχουν επίσης και τα δικέλυφα αεριζόμενα δώματα τα οποία όμως δεν συνηθίζονται στην Ελλάδα. Οι κατασκευές αυτές συντίθενται από δύο κελύφη μεταξύ των οποίων κυκλοφορεί ελεύθερα ο ατμοσφαιρικός αέρας. Το κάθε κέλυφος αποτελείται από διαφορετικά υλικά. Συνήθως, η άνω δομή περιλαμβάνει στεγανωτικά κυρίως υλικά και την τελική επικάλυψη του δώματος, ενώ η κάτω ενσωματώνει τα θερμομονωτικά υλικά. O ενδιάμεσος αέρας ανανεώνεται διαρκώς από σχισμές ή οπές που βρίσκονται στα άκρα, περιμετρικά του δώματος. Οι στέγες κατασκευάζονται συνήθως από οπλισμένο σκυρόδεμα, θερμομονωτικό υλικό, ξύλινο υπόστρωμα, στεγανωτικό υλικό και κεραμίδια. Σε παλαιότερα κτίρια ή παραδοσιακές κατασκευές, η στέγη ήταν ξύλινη με κεραμίδια ή πλάκες και το μέρος κάτω από την στέγη μπορούσε να λειτουργήσει ως συμπληρωματικός χώρος του κτιρίου (σοφίτα, αποθήκη κτλ.). Στο συμβατικό δώμα, το θερμομονωτικό υλικό τοποθετείται συνήθως πάνω από τη πλάκα του οπλισμένου σκυροδέματος ή πάνω από τη στρώση των κλίσεων και στη συνέχεια καλύπτεται από το στεγανωτικό υλικό και, εάν χρειάζεται, από το τελικό υλικό επίστρωσης (π.χ. πλάκες). Στο αντεστραμμένο δώμα το θερμομονωτικό υλικό τοποθετείται πάνω από το στεγανωτικό υλικό, ενώ στις στέγες πάνω από την πλάκα και κάτω από το στεγανωτικό υλικό και τα κεραμίδια . Σε ξύλινες στέγες, η μόνωση μπορεί να τοποθετηθεί ανάμεσα στα δοκάρια του σκελετού ή να απλωθεί ως θερμομονωτικό πάπλωμα στο πάνω μέρος της οροφής εφόσον ο χώρος δεν χρησιμοποιείται. Σε υπάρχοντα κτίρια, η προσθήκη θερμομόνωσης στο δώμα μπορεί να γίνει εύκολα από την εξωτερική πλευρά χρησιμοποιώντας, για παράδειγμα, έτοιμες θερμομονωμένες τσιμεντόπλακες και πλάκες πολυουρεθάνης, ή αφρώδους πολυουρεθάνης η οποία ψεκάζεται πάνω στην επιφάνεια του δώματος. Εναλλακτικά σε ένα υπάρχον δώμα, μπορούν να τοποθετηθούν πλάκες εξηλασμένης πολυστερίνης με την τεχνική της ανεστραμμένης μόνωσης. Στα υπάρχοντα κτίρια και στις πολυκατοικίες, η μόνωση του δώματος είναι πολύ πιο εύκολη και οικονομική λύση (15–18 €/m2) σε σχέση με την μόνωση των εξωτερικών τοίχων, αλλά ουσιαστικά μειώνει τις θερμικές απώλειες μόνο του τελευταίου ορόφου του κτιρίου. Πυλωτές και Δάπεδα Οι πυλωτές καθιερώθηκαν τις τελευταίες δεκαετίες στις κατασκευές, για να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα στάθμευσης των αυτοκινήτων. Αυτό έχει ως συνέπεια η εξωτερική πλευρά του δαπέδου του πρώτου ορόφου να είναι εκτεθειμένη στο εξωτερικό περιβάλλον. Για την προστασία της επιφάνειας αυτής η τοποθέτηση του θερμομονωτικού υλικού γίνεται κάτω 65 από την οριζόντια πλάκα. Η μόνωση του δαπέδου είναι επίσης απαραίτητη όταν ο κάτω όροφος δεν θερμαίνεται ή δεν χρησιμοποιείται (π.χ. άδεια διαμερίσματα, αποθήκες κτλ.). Η τοποθέτηση των θερμομονωτικών υλικών μπορεί αν γίνει σχετικά εύκολα εφόσον δεν υπάρχουν πολλά περάσματα σωληνώσεων ή άλλες εγκαταστάσεις. Συνήθως χρησιμοποιούνται θερμομονωτικές πλάκες οι οποίες είτε στερεώνονται στην πλάκα εξωτερικά είτε καλύπτονται με πλέγμα και σοβατίζονται, είτε τέλος καλύπτονται με ψευδοροφή όταν προβάλλονται σε εσωτερικούς χώρους. Αεροστεγανότητα και Ανεμοπροστασία Σε πολλές περιπτώσεις λόγω της κακής εφαρμογής των κουφωμάτων παραμένουν ανοιχτές χαραμάδες μέσα από τις οποίες περνάει ο εξωτερικός κρύος αέρας. Το αποτέλεσμα είναι να αυξάνονται οι θερμικές απώλειες στο εσωτερικό των κτιρίων και να δημιουργούνται ρεύματα αέρα τα οποία δυσκολεύουν την επίτευξη συνθηκών θερμικής άνεσης. Παρόμοια προβλήματα μπορεί να παρουσιαστούν και σε παλαιού τύπου παράθυρα, ή όταν φαγωθούν τα λάστιχα και τα βουρτσάκια σε συρόμενα κουφώματα. Σε υπάρχοντα κτίρια, η αεροστεγάνωση μπορεί να γίνει σχετικά εύκολα τοποθετώντας περιμετρικά του κουφώματος μια ειδική αυτοκόλλητη ταινία. Στις πόρτες μπορούν να τοποθετηθούν βούρτσες στο κάτω τμήμα τους σε επαφή με το δάπεδο. Τα μέτρα αεροστεγάνωσης δεν θα πρέπει βέβαια να αντιστρατεύονται τις στρατηγικές του φυσικού αερισμού. Στην αντίθετη περίπτωση μπορεί να επιβαρυνθεί η ποιότητα του εσωτερικού αέρα και να προκληθούν προβλήματα υγείας που σχετίζονται με το ‘σύνδρομο του άρρωστου κτιρίου’. Γι’αυτό παράλληλα με τη στεγάνωση θα πρέπει να εξασφαλίζεται ο απαραίτητος περιοδικός αερισμός των χώρων, σε συχνότητα και με μηχανισμούς που μπορούν να υποδείξουν η μελέτη και τα προγράμματα προσομοίωσης. Η ανεμοπροστασία των ανοιγμάτων (παράθυρα, μπαλκονόπορτες) μπορεί να μειώσει την διείσδυση κρύου αέρα και τις απώλειες θερμότητας. Η ανεμοπροστασία, που δρα συμπληρωματικά με την αεροστεγάνωση των κουφωμάτων, μπορεί να επιτευχθεί αν χρησιμοποιηθούν εξωτερικά ρολά, συρόμενα παραθυρόφυλλα ή ακόμη και τέντες όταν επικρατούν άσχημες καιρικές συνθήκες με ισχυρούς ανέμους και ιδιαίτερα την νύκτα. Σε ειδικές περιπτώσεις, η προσάρτηση ενός χώρου ανάσχεσης (ανεμοφράκτης) μπορεί να συμβάλει ακόμη περισσότερο. Η εξ αποστάσεως ανεμοπροστασία του κτιρίου μπορεί επίσης να συμβάλει στη μείωση των θερμικών απωλειών από τις εξωτερικές επιφάνειες, μειώνοντας τον συντελεστή μεταφοράς ο οποίος εξαρτάται από την ταχύτητα του ανέμου. Βέβαια, τα προβλήματα αυτού του είδους δεν είναι έντονα σε κτίρια που βρίσκονται σε πυκνοδομημένο αστικό περιβάλλον, αφού τα γειτονικά κτίσματα μειώνουν την ταχύτητα του ανέμου και την επίδραση του στις εξωτερικές επιφάνειες.. Σε κτίρια όμως πανταχόθεν ελεύθερα η ανεμοπροστασία είναι συχνά απαραίτητη και μπορεί να γίνει με την κατάλληλη δενδροφύτευση των πλευρών του κτιρίου που είναι εκτεθειμένες, για παράδειγμα, στους κρύους βόρειους ανέμους. 66 Η ΧΡΗΣΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ Η ενεργειακή απόδοση των κτιρίων διαφέρει σημαντικά, ακόμα και όταν συγκρίνουμε κτίρια με παρόμοια χαρακτηριστικά. Αυτό οφείλεται κυρίως στις διαφορές που μπορεί να υπάρχουν στο σχεδιασμό και τη χρήση του κτιρίου, στην επιλογή των συστημάτων και των εγκαταστάσεων και στη συμπεριφορά των χρηστών. Στα προηγούμενα κεφάλαια περιγράψαμε αρκετές από τις αρχές που θα πρέπει να διέπουν το σχεδιασμό. Αναφερθήκαμε επίσης στις παρεμβάσεις που μπορεί να γίνουν σε υφιστάμενα και καινούργια κτίρια, στο ρόλο του μικροκλίματος και των υλικών, στις διαφορετικές στρατηγικές που θα πρέπει να ακολουθηθούν για κτίρια που έχουν διαφορετικές χρήσεις. Είναι φανερό, ότι ακόμη και με τις εμπειρικές προσεγγίσεις μπορούμε να έχουμε σημαντικά αποτελέσματα, μια και το πλήθος των εφαρμογών και οι εκ των υστέρων υπολογισμοί και μετρήσεις έχουν δημιουργήσει μια συσσωρευμένη γνώση που λειτουργεί ως οδηγός και παρέχει πρότυπα για σύγκριση. Όμως, το πλήθος των παραμέτρων που παρεμβαίνουν στο σχεδιασμό, από τις μετεωρολογικές συνθήκες και τα δυναμικά φαινόμενα στην ατμόσφαιρα, μέχρι τη συμπεριφορά των υλικών και από τη γεωμετρία του κελύφους ως τα ειδικά χαρακτηριστικά των συστημάτων θέρμανσης και ψύξης, κάνουν την ποσοτικοποίηση των αποτελεσμάτων αλλά και τη βελτιστοποίηση των λύσεων ένα πολύπλοκο και δυσεπίλυτο πολλές φορές πρόβλημα για τις δυνατότητες του ανθρώπινου εγκεφάλου. Και επειδή τις περισσότερες φορές, τα οποιαδήποτε λάθη ή παραλήψεις στο σχεδιασμό ή θα τα πληρώσουμε ακριβά ή δεν θα μπορέσουμε να τα’ αλλάξουμε, είναι καλύτερο να ξοδέψουμε λίγο παραπάνω χρόνο και χρήματα και να καταφύγουμε σ’ έναν ειδικό, τουλάχιστον για τις πιο απαιτητικές περιπτώσεις. Για να δώσουμε ένα παράδειγμα, ένα απλό κρυολόγημα μπορεί σχετικά εύκολα να διαπιστωθεί εμπειρικά, όχι όμως και μια σοβαρή καρδιοπάθεια. Στη δεύτερη περίπτωση, η διάγνωση θα απαιτήσει τη συνδρομή μιας ειδικής τεχνολογίας και οπωσδήποτε κάποιων εργαστηριακών εξετάσεων. Είναι ακριβώς ο ρόλος που παίζουν τα ειδικά υπολογιστικά εργαλεία σε ότι αφορά στη διάγνωση των πιθανών προβλημάτων ενός αρχικού σχεδιαστικού πακέτου βασισμένου στις γνώσεις και τη διαίσθηση του αρχιτέκτονα και του μηχανικού, αλλά και σε ότι αφορά στην διατύπωση εναλλακτικών σεναρίων στα πλαίσια ενός συστήματος λήψης αποφάσεων. Σήμερα στην αγορά υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία υπολογιστικών εργαλείων που στη βάση τους είναι μαθηματικά μοντέλα που μπορούν να επεξεργαστούν και να υποδεχθούν ένα μεγάλο αριθμό δεδομένων. Πολλά απ αυτά εφαρμόζονται σε εκ των προτέρων κατασκευασμένους υποδοχείς, ή συνεργάζονται με σχεδιαστικά προγράμματα όπου οι λύσεις μπορούν να τροποποιούνται με την αλλαγή των δεδομένων εισόδου. Στις απλές περιπτώσεις πρόκειται για σχετικά προσιτά (ακόμα και στους μη ειδικούς) υπολογιστικά προγράμματα, στις πιο σύνθετες εξ αυτών, έχουμε να κάνουμε με πραγματικές κατασκευές προσομοίωσης. Τα υπολογιστικά εργαλεία που είναι σε θέση να επεξεργαστούν δεδομένα που συνδυάζουν τη θερμική συμπεριφορά του κτιρίου με το είδος, την ισχύ και την απόδοση των ηλεκτρομηχανολογικών συστημάτων, είναι από τα πιο πολύπλοκα. Μερικά αντιπροσωπευτικά παραδείγματα είναι το TRNSYS (www.trnsys.de), DOE-2 (www.doe2.com), ESP-r (www.esru.strath.ac.uk), TAS (www.edsl.net) κλπ. Τα υπολογιστικά εργαλεία ωριαίων προσομοιώσεων απαιτούν τα αντίστοιχα μετεωρολογικά δεδομένα της περιοχής, όπως το Τυπικό Μετεωρολογικό Έτος, καθώς και την ακριβή περιγραφή της γεωμετρίας του κτιρίου και της κατασκευής του κελύφους (αδιαφανείς και διαφανείς επιφάνειες). Η περιγραφή αυτή είναι βασισμένη σε «βιβλιοθήκες» τις οποίες περιλαμβάνουν 67 τα παραπάνω προγράμματα έτσι ώστε να διευκολύνεται ο χρήστης. Οι προσομοιώσεις μπορούν να γίνουν για ολόκληρο το κτίριο ή και για επιμέρους χώρους (ζώνες) του κτιρίου, όταν οι συνθήκες λειτουργίας το απαιτούν. Αυτό συμβαίνει για παράδειγμα όταν οι διαφορετικές ενότητες του κτιρίου έχουν διαφορετικές ώρες λειτουργίας, απαιτούν διαφορετικές συνθήκες θερμοκρασίας, υγρασίας, φωτισμού κτλ. ή όταν έχουν διαφορετική σχέση με το εξωτερικό περιβάλλον (πχ. ένα θερμοκήπιο ή το αίθριο ενός κτιρίου). Τα αποτελέσματα (outputs) των πλέων εξελιγμένων προγραμμάτων περιλαμβάνουν την διακύμανση της εσωτερικής θερμοκρασίας των εσωτερικών χώρων υπό συνθήκες ελεύθερης ροής, την κατανομή των ροών θερμότητας διαμέσου του κελύφους, τις θερμοκρασίες των επιφανειών, την κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση ή/και ψύξη, τα μέγιστα θερμικά και ψυκτικά φορτία, διαφοροποιημένα για το αισθητό και λανθάνον φορτίο, κλπ. Η σύγκριση και η ανάλυση των αποτελεσμάτων διευκολύνει τον μελετητή στην αξιολόγηση εναλλακτικών προτάσεων, στον εντοπισμό προβλημάτων και στην πρόβλεψη της ενεργειακής συμπεριφοράς του κτιρίου και των εγκαταστάσεων. Κλειστό Αίθριο, Χωρίς Σκιασμό 45 o ( C) 35 25 15 ΜΑΙΟΣ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ Τεξωτ. ΑΥΓ Ζώνη 8 (Αίθριο) ΣΕΠΤ Τεπιφ. Γυαλιου Ανοικτό Αίθριο & Σκιασμός 45 o ( C) 35 25 15 ΜΑΙΟΣ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ Τεξωτ. Ζώνη 8 (Αίθριο) ΑΥΓ ΣΕΠΤ Τεπιφ. Γυαλιου Στο σχήμα παρουσιάζονται τα αποτελέσματα από την μελέτη ενός αιθρίου και την αξιολόγηση των εσωτερικών συνθηκών το καλοκαίρι με την κατάλληλη ηλιοπροστασία και εξαερισμό του, για ένα κτίριο στην Αθήνα. Η μελέτη ενός αιθρίου χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή για την εξασφάλιση της θερμικής και οπτικής άνεσης στους γειτονικούς εσωτερικούς χώρους, ιδιαίτερα το καλοκαίρι. Στην περίπτωση που το αίθριο είναι κλειστό και χωρίς σκιασμό, δηλαδή λειτουργεί ως θερμοκήπιο, επιβαρύνει το ψυκτικό φορτίο των γειτονικών κλιματιζόμενων χώρων.. Η μέγιστη θερμοκρασία του αέρα στο αίθριο μπορεί να ξεπεράσει και 44οC το καλοκαίρι. Αυτό μπορεί να ξεπεραστεί με το σκιασμό των διαφανών επιφανειών και την κυκλοφορία του θερμού αέρα έτσι ώστε να μην εγκλωβίζεται 68 στο αίθριο. Ο εξαερισμός μπορεί να γίνει με φυσική κυκλοφορία, δημιουργώντας κατάλληλα ανοίγματα στο κάτω και πάνω μέρος του αιθρίου. Στην περίπτωση που το αίθριο σκιάζεται και εξαερίζεται κατάλληλα, η μέγιστη θερμοκρασία του αέρα μειώνεται στους 34οC το καλοκαίρι και η απαιτούμενη ενέργεια για ψύξη των γειτονικών εσωτερικών κλιματιζόμενων χώρων μειώνεται κατά 16,6% και το μέγιστο ψυκτικό φορτίο μειώνεται κατά 7,2%. Στα δύο διαγράμματα φαίνεται η διακύμανση της εσωτερικής θερμοκρασίας( με το κόκκινο χρώμα) μέσα σε ένα αίθριο (ζώνη 8) υπό συνθήκες ελεύθερης ροής και της θερμοκρασίας στην επιφάνεια του υαλοπίνακα του αιθρίου (με το κίτρινο χρώμα) προς τους εσωτερικούς χώρους, κατά τη διάρκεια της θερινής περιόδου. Με το μπλε χρώμα σημειώνεται η θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα. Οι τρισδιάστατοι και δισδιάστατοι υπολογισμοί για την μελέτη συγκεκριμένων τμημάτων του κτιριακού κελύφους, όπως οι θερμογέφυρες, απαιτούν την χρήση ηλεκτρονικών προγραμμάτων αριθμητικής ανάλυσης για την επίλυση των διαφορικών σχέσεων μετάδοσης θερμότητας. Οι θερμογέφυρες είναι τα τμήματα του κτιριακού κελύφους των οποίων η θερμική αντίσταση - η οποία κανονικά είναι ομοιόμορφη - μεταβάλλεται σημαντικά από αυτή του υπολοίπου τμήματος, εξαιτίας της ολικής ή μερικής παρεμβολής υλικών διαφορετικής θερμικής αγωγιμότητας, ή/και της αλλαγής του πάχους στη δομή του τμήματος του κελύφους, ή/και της διαφοράς εμβαδού μεταξύ εσωτερικών και εξωτερικών πλευρών όπως για παράδειγμα στις γωνίες μεταξύ τοίχων, οροφής και δαπέδου. Για τον σκοπό αυτό υπάρχουν εμπορικά υπολογιστικά προγράμματα τα οποία προσφέρουν μεγάλη ακρίβεια υπολογισμών. Στον Ευρωπαϊκό Κανονισμό EN 10211-1 (1996) παρουσιάζονται οι μεθοδολογίες υπολογισμού των θερμογεφυρών. Επιπλέον υπάρχουν προγράμματα, για παράδειγμα το www.physibel.be, τα οποία μπορούν να βοηθήσουν τον μελετητή να διερευνήσει και να ποσοτικοποιήσει τα πολύπλοκα φαινόμενα μετάδοσης θερμότητας διαμέσου των στοιχείων του κελύφους, υπολογίζοντας την θερμοκρασία των επιφανειών, εκτιμώντας τις πιθανότητες εμφάνισης προβλημάτων υγρασίας, ή αλλάζοντας το είδος και το πάχος της μόνωσης. Αποτελέσματα υπολογισμών από την μελέτη δώματος και τοιχίου με μόνωση. Η εσωτερική θερμοκρασία είναι 20οC και η εξωτερική 0οC. Αριστερά παρουσιάζεται η περιγραφή της κατασκευής και δεξιά τα αποτελέσματα των υπολογισμών για την κατανομή των θερμοκρασιών (Πηγή: PHYSIBEL). Η μελέτη της κυκλοφορίας του αέρα, με φυσικό ή μηχανικό τρόπο, σε εσωτερικούς χώρους, είναι από τα πλέον δύσκολα προβλήματα. Παράδειγμα ο φυσικός αερισμός μέσα από τα ανοίγματα του κτιρίου ή η ροή του κλιματισμένου αέρα σε κεντρικές εγκαταστάσεις από τα 69 στόμια προσαγωγής και εξαγωγής. Τα ρευστοδυναμικά μοντέλα (CFD), μεταξύ των άλλων εφαρμογών τους, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την πρόβλεψη και την προσομοίωση της κυκλοφορίας του αέρα σε εσωτερικούς χώρους. Τα μοντέλα αυτά βασίζονται στη λύση των εξισώσεων Navier-Stokes και συγκεκριμένα των εξισώσεων διατήρησης μάζας, ορμής και ενέργειας υπό σταθερές συνθήκες. Μερικά αντιπροσωπευτικά παραδείγματα υπολογιστικών εργαλείων είναι το PHOENΙCS (www.cham.co.uk) και το Fluent (www.fluent.com). Υπολογιστικά μοντέλα υπάρχουν επίσης και για την μελέτη του φωτισμού. Ο μελετητής μπορεί να υπολογίσει τα επίπεδα φωτισμού μέσα σε ένα χώρο, επιλέγοντας διαφορετικά φωτιστικά σώματα και λαμπτήρες, σε συνδυασμό με τον φυσικό φωτισμό και τα πιθανά σκίαστρα, υπό συγκεκριμένες συνθήκες. Τα υπάρχοντα σήμερα στην αγορά προγράμματα χρησιμοποιούν συχνά διαφορετικές μεθόδους όπως για παράδειγμα η μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων (radiosity) ή η μέθοδος ιχνηλασίας ακτίνας (ray-tracing). Δύο από τα πιο αντιπροσωπευτικά παραδείγματα υπολογιστικών εργαλείων είναι το RADIANCE (http://radsite.lbl.gov/radiance/HOME.html), ADELINE (www.ibp.fhg.de/wt/adeline) και GENELUX. (http://genelux.entpe.fr/sommaire.html). Αποτελέσματα υπολογισμών για τον συνδυασμό τεχνητού και φυσικού φωτισμού σε εσωτερικό χώρο. Τα υπάρχοντα κτίρια, ιδιαίτερα αυτών που η ηλικία τους ξεπερνά την 20ετία, αποτελούν τον μεγαλύτερο ποσοστό του κτιριακού αποθέματος και παράλληλα υπερκαταναλώνουν ενέργεια, χωρίς να καλύπτουν τις ανάγκες των ενοίκων ή να εξασφαλίζουν την απαιτούμενη ποιότητα εσωτερικού περιβάλλοντος. Συνεπώς, η ουσιαστική συμβολή στην βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων θα προέρθει από επεμβάσεις σε υπάρχοντα κτίρια. Μια νέα γενιά μεθοδολογιών και λογισμικών αναπτύσσεται τα τελευταία χρόνια στα πλαίσια Ευρωπαϊκών προγραμμάτων με στόχο την αξιολόγηση της υπάρχουσας κατάστασης ενός κτιρίου και τον υπολογισμό του δυναμικού εξοικονόμησης ενέργειας. Οι μεθοδολογίες αυτές υποστηρίζουν τον χρήστη στην επιθεώρηση του κτιρίου και την συγκέντρωση των απαραίτητων δεδομένων, ενώ διαθέτουν και τα κατάλληλα «πακέτα» για την ενεργειακή αξιολόγηση του κτιρίου, για τον υπολογισμό του δυναμικού εξοικονόμησης ενέργειας, για 70 την εκτίμηση του συνολικού κόστους και τον προσδιορισμό των πιθανών επεμβάσεων στο κτίριο. Αυτές μπορεί να αφορούν στην αρχιτεκτονική του κελύφους, στην ενεργειακή συμπεριφορά των υλικών ή στον έλεγχο των περιβαλλοτικών επιπτώσεων. Μερικά αντιπροσωπευτικά παραδείγματα, ειδικά για πολυκατοικίες, είναι το EPIQR και το INVESTIMMO (http://investimmo.cstb.fr/) και το EPA-ED (www.epa-ed.org), για κτίρια γραφείων το TOBUS (http://tobus.cstb.fr) και για ξενοδοχεία το XENIOS (http://www.meteo.noa.gr/xenios) Σε ιστοσελίδα του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ (www.eere.energy.gov/buildings/tools_directory) παρουσιάζονται διάφορα υπολογιστικά προγράμματα για την ενεργειακή μελέτη των κτιρίων. Επίσης, περισσότερες πληροφορίες σχετικά με νέα υπολογιστικά εργαλεία και τις πιο πρόσφατες εξελίξεις στον τομέα, παρουσιάζονται στην ιστοσελίδα της Διεθνούς Ένωσης Προσομοιώσεων της Απόδοσης Κτιρίων (The International Building Performance Simulation Association - IBPSA) που έχει ως κύριο στόχο την ενίσχυση και υποστήριξη των σχετικών (επιστημονικών) πρωτοβουλιών (www.ibpsa.org). ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΠΑΡΑΛΑΒΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Η πολυπλοκότητα των παραγόντων που παρεμβαίνουν στον συνολικό κύκλο ενός έργου, από το σχεδιασμό και την κατασκευή, ως τη λειτουργία των επιμέρους συστημάτων, δημιούργησε την ανάγκη για μια πιο οργανωμένη προσέγγιση στο ζήτημα της διασφάλισης της ολικής ποιότητας. Αυτό έγινε ακόμη πιο επιτακτικό με την εμφάνιση των πρακτικών της οικολογικής δόμησης, ιδιαίτερα για κατασκευές από ένα μέγεθος και πάνω. Ακριβώς την ανάγκη αυτή έρχεται να εξυπηρετήσει η Διαδικασία λειτουργικής Παραλαβής Συστημάτων (ΔΠΣ), γνωστή ως commissioning. Η ΔΠΣ αφορά στον προγραμματισμό, το σχεδιασμό, την εγκατάσταση, την πιστοποίηση, την τεκμηρίωση της απόδοσης, τη λειτουργία και τη συντήρηση των εγκαταστάσεων και επιμέρους τμημάτων του κτιρίου, έτσι ώστε να ικανοποιούνται οι συγκεκριμένες απαιτήσεις των μελετών αλλά και οι προσδοκίες για την ποιότητα όπως αυτές γίνονται αντιληπτές από την πλευρά του Κυρίου του Έργου (ΚτΕ). Αναλυτικότερα, η εφαρμογή της ΔΠΣ συμβάλει: - Στη μείωση του αρχικού κόστους, αλλά κυρίως του κόστους λειτουργίας και συντήρησης των συστημάτων και των εγκαταστάσεων, - Στη μείωση του κόστους από πιθανές τροποποιήσεις της μελέτης, - Στη μείωση των καθυστερήσεων στην ολοκλήρωση του έργου, - Στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας, - Στον περιορισμό των αρνητικών επιπτώσεων από τυχόν αστοχίες της μελέτης, - Στη μείωση των διορθωτικών επεμβάσεων μετά την παράδοση του έργου, - Στην αύξηση της αξιοπιστίας των λειτουργικών μερών των εγκαταστάσεων, - Στη βελτίωση των όρων και των προϋποθέσεων συντήρησης, - Στη βελτίωση της ποιότητας του εσωτερικού περιβάλλοντος, - Στην ικανοποίηση των ειδικών απαιτήσεων των χρηστών, - Στην αύξηση της αξίας του κτιρίου λόγω της βελτιωμένης ποιότητας κατασκευής. Η ΔΠΣ είναι καλύτερα να αρχίσει από τα αρχικά στάδια του έργου (προκαταρκτική μελέτη) και να συνεχιστεί (αν αυτό είναι δυνατόν) και κατά τη διάρκεια της χρήσης και λειτουργίας των εγκαταστάσεων (με τη μορφή ενός συμβολαίου διαχείρισης). . Μπορεί να εφαρμοστεί σε 71 νέες κατασκευές αλλά και σε υπάρχοντα κτίρια που έχουν περάσει σε προηγούμενη φάση από τη ΔΠΣ και για τα οποία απαιτείται επανέλεγχος η προβλέπεται αλλαγή χρήσης (recommissioning). Μπορεί τέλος να εφαρμοστεί και σε περιπτώσεις ανακαίνισης παλαιών κτιρίων που δεν έχουν στο παρελθόν περάσει από την ΔΠΣ (retro-commissioning). Η ΔΠΣ εστιάζει την προσοχή της κυρίως: Στις εγκαταστάσεις θέρμανσης, ψύξης, κλιματισμού, αερισμού (HVAC) και φωτισμού, Στα συστήματα ελέγχου, αυτοματισμού και ενεργειακής διαχείρισης (BMS), Στα συστήματα πυρασφάλειας, Στις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις, Στις εγκαταστάσεις διανομής και επεξεργασίας νερού, Στο κέλυφος του κτιρίου. Στις ειδικές διατάξεις ενός συμβολαίου ΔΠΣ περιλαμβάνονται: Η καθαρή διατύπωση των απαιτήσεων του ΚτΕ, Η παράδοση του κτιρίου και των εγκαταστάσεων που καλύπτουν τις ανάγκες του ΚτΕ μέσα στον προκαθορισμένο χρόνο εκτέλεσης του έργου, Η επίτευξη του συντονισμού μεταξύ των υποέργων, καθώς και μεταξύ των εμπλεκομένων (μελετητών, εργολάβων, υπεργολάβων, προμηθευτών κτλ.) Η επαλήθευση της συμφωνίας της μελέτης με τις απαιτήσεις του ΚτΕ, Η ανάπτυξη προγράμματος δοκιμών και η χρήση τεχνικών δειγματοληψίας και ποιοτικού ελέγχου για την ανίχνευση προβλημάτων σε επίπεδο συστήματος, Η πιστοποίηση ότι το προσωπικό λειτουργίας & συντήρησης είναι κατάλληλα εκπαιδευμένο. Η ευθύνη για την ΔΠΣ είναι ένα νομικό- συμβατικό ζήτημα, αλλά είναι σκόπιμο η εκτέλσή της να βρίσκεται κάτω από τον έλεγχο μιας συγκεκριμένης αρχής : η πολυδιάσπαση αρμοδιοτήτων συνήθως δημιουργεί φαινόμενα μετάθεσης των ευθυνών και αποσυντονισμού. Το κόστος της ΔΠΣ κυμαίνεται από 1% έως 3% του συνολικού προϋπολογισμού του έργου, όμως έτσι κι αλλιώς αποτελεί αντικείμενο συμφωνίας και σχετίζεται με τις περιγραφόμενες απαιτήσεις στο συμβόλαιο. Στην Ελλάδα, τα εγχειρίδια που εκδίδονται από το «Ελληνικό Παράρτημα της ASHRAE» παρέχουν πληροφορίες για την ΔΠΣ σε τυπικές εγκαταστάσεις κλιματισμού. Εγχειρίδια με γενικότερες και πιο εξειδικευμένες πληροφορίες, παρέχονται από την ASHRAE (www.ashrae.org) και την CIBSE (www.cibse.org). 72 Ανάληψη έργου Σχεδιασμός και Προγραμματισμός Έκθεση μεθόδου Στατικός έλεγχος συστήματος Έναρξη λειτουργίας Ρυθμίσεις Δοκιμές Παρακολούθηση Προσωρινή παραλαβή συστήματος Επαλήθευση συστήματος Τελική παραλαβή συστήματος Περιβαλλοντικές επιπτώσεις Βασικά στάδια της διαδικασίας λειτουργικής παραλαβής συστημάτων. Προκειμένου να εξασφαλιστεί ότι όλοι οι τεχνικοί δουλεύουν με τις ίδιες διαδικασίες και ακολουθούν σειρά στην προσέγγιση των σταδίων, οι εμπειρογνώμονες της ΔΠΣ πρέπει να συντάξουν μια έκθεση με την μεθοδολογία που θα ακολουθηθεί στο συγκεκριμένο έργο. Τα περιεχόμενα της έκθεσης περιέχουν διάφορες πληροφορίες για τον εξοπλισμό, τα όργανα που θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν, τους προκαταρκτικούς ελέγχους που απαιτούνται, τις ανοχές και τα σφάλματα των ελέγχων, τις επεξηγήσεις, όπου χρειάζεται, για την επαλήθευση και πιστοποίηση των εργασιών που πρέπει να γίνουν με την παρουσία μαρτύρων (π.χ. οδηγίες που πρέπει να δοθούν εκ των προτέρων). Σε ορισμένες περιπτώσεις, η προδιαγραφή της ΔΠΣ μπορεί να απαιτεί από τον εμπειρογνώμονα την υποβολή της μεθόδου για έγκριση. Σε κάθε όμως περίπτωση είναι σκόπιμο να ενημερωθεί ο ΚτΕ ακόμη και για τη μεθοδολογία ώστε να αποφευχθούν 73 παρανοήσεις ή προστριβές μετά την έναρξη της εκτέλεσης. Να σημειώσουμε τέλος, ότι η απόφαση για τη προσφυγή σε μια ΔΠΣ από τη μεριά του ΚτΕ δεν υποκαθιστά την ανάγκη και την απαίτηση ελέγχων από τα συμβατικά όργανα και τους επιβλέποντες μηχανικούς. 74 Η ΠΡΑΣΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Το μέσο σπίτι στην Ελλάδα, καλύπτει τις ανάγκες σε θέρμανση με κάποιο λέβητα πετρελαίου και τις υπόλοιπες ενεργειακές ανάγκες (συμπεριλαμβανομένης της ψύξης) με ηλεκτρισμό από το δίκτυο της ΔΕΗ. Αν αναλογιστεί κανείς ότι ο ένας στους δύο λέβητες δεν συντηρείται καν σωστά και ότι το 92% του ηλεκτρισμού στην Ελλάδα παράγεται από ρυπογόνα ορυκτά καύσιμα όπως ο λιγνίτης και το πετρέλαιο, θα καταλάβει γιατί ο οικιακός τομέας συμβάλλει τόσο πολύ στην υποβάθμιση του περιβάλλοντος. Ευτυχώς όμως, τα πράγματα αλλάζουν. Η τεχνολογία έχει κάνει άλματα και ο καταναλωτής έχει σήμερα μία πλειάδα επιλογών για την κάλυψη των ενεργειακών του αναγκών. Οι επιλογές αυτές: Είναι αποκεντρωμένες (μπορούν δηλαδή να εφαρμοστούν στο επίπεδο της κατοικίας). Είναι εύκολες στη χρήση. Είναι φιλικές προς το περιβάλλον. Είναι (τις περισσότερες φορές) ή μπορούν να γίνουν οικονομικά αποδοτικές. Εξετάζουμε παρακάτω κάποιες από τις καθαρές τεχνολογίες με τις οποίες μπορεί κάποιος να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες του σε επίπεδο κατοικίας (ή και εμπορικού κτιρίου). Η θαλπωρή του ήλιου Η εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας για την παραγωγή ζεστού νερού (60-70οC) γίνεται με επίπεδους ηλιακούς συλλέκτες νερού. Η τεχνολογία των ηλιακών συλλεκτών έχει βελτιωθεί σημαντικά και η διείσδυσή τους στην αγορά για παραγωγή ζεστού νερού χρήσης είναι σημαντική. Έτσι σήμερα, 1 στα 3 νοικοκυριά διαθέτει ηλιακό θερμοσίφωνα. Οι ηλιακοί συλλέκτες αέρα χρησιμοποιούν ως θερμοαπαγωγό ρευστό τον αέρα ο οποίος από τους εσωτερικούς χώρους κυκλοφορεί μέσα στον ηλιακό συλλέκτη και αφού θερμανθεί επιστρέφει και αποδίδεται στον χώρο. Εναλλακτικά μπορεί να χρησιμοποιηθεί εξωτερικός αέρας ο οποίος θερμαίνεται και αποδίδεται στους εσωτερικούς χώρους. Επίσης μπορεί να γίνει παραγωγή ζεστού νερού, παρεμβάλλοντας έναν εναλλάκτη αέρα-νερού. Οι ηλιακοί συλλέκτες αέρα δεν είναι τόσο διαδεδομένοι. Η τεχνολογική πρόοδος και οι βελτιωμένες αποδόσεις των ηλιοθερμικών συστημάτων, έχουν δώσει σήμερα τη δυνατότητα να προωθηθούν, εκτός από το ζεστό νερό, και οι λοιπές χρήσεις της ηλιοθερμικής ενέργειας και κυρίως η θέρμανση χώρων, η τηλεθέρμανση και ο ηλιακός κλιματισμός. Τα ηλιοθερμικά συστήματα στην Ελλάδα παράγουν περίπου 1,1 δις κιλοβατώρες (kWh) ετησίως και έτσι αποτρέπεται η έκλυση 1,2 εκατ. τόνων διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στην ατμόσφαιρα. Η παραγόμενη ενέργεια ποικίλλει ανά γεωγραφική περιοχή και ανά εφαρμογή. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τις τυπικές τιμές κατά περίπτωση. KWh/τ.μ/έτος Κατοικίες Τριτογενής τομέας Βιομηχανία Βόρεια Ελλάδα 350 400 450 Κεντρική Ελλάδα 400 450 500 Κρήτη 450 500 550 75 Έτσι, ένα τυπικό θερμοσιφωνικό σύστημα για οικιακή χρήση παράγει ετησίως 840-1.080 kWh και αποσοβεί την έκλυση 925-1.200 κιλών CO2/χρόνο, όσο δηλαδή θα απορροφούσε 1,5 στρέμμα δάσους. Κόστος τυπικών ηλιοθερμικών συστημάτων στην Ελλάδα 250 €/τ.μ 45 €/τ.μ 295 €/τ.μ Κεντρικά συστήματα 200 €/τ.μ 36 €/τ.μ 236 €/τ.μ 2,4 τ.μ 100 τ.μ Ατομικά ηλιακά συστήματα Κόστος (χωρίς ΦΠΑ) ΦΠΑ (18%) Συνολικό κόστος Τυπικό μέγεθος συστήματος ηλιακά Ηλιακά συστήματα για θέρμανση χώρων Τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούνται ευρέως στη Βόρεια και Κεντρική Ευρώπη, συνήθως σε συνδυασμό με κάποιο άλλο σύστημα θέρμανσης (π.χ. βιομάζα ή αέριο), γι’ αυτό και είναι γνωστά ως συνδυασμένα συστήματα (combisystems). Ήδη, κάποιες εταιρίες παρέχουν τέτοια συστήματα και στην ελληνική αγορά (σε συνδυασμό π.χ. με τον συμβατικό λέβητα πετρελαίου ή αερίου). Σε μεγαλύτερη κλίμακα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την τηλεθέρμανση οικισμών και εμπορικών κτιρίων. Στα τέλη του 2002 υπήρχαν 65 τέτοιες μεγάλες εφαρμογές στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Η ειρωνεία βέβαια είναι πως η τηλεθέρμανση οικισμών με ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιείται από βόρειες χώρες όπως η Σουηδία και η Δανία, αλλά όχι στην ηλιόλουστη Ελλάδα. Ψύξη με ηλιακή ενέργεια Δροσιά από τον ήλιο; Ναι, αρκεί να εφαρμόσει κανείς κάποια από τις κατάλληλες γι’ αυτό τεχνολογίες. Οι πρώτες πιλοτικές εφαρμογές του ηλιακού κλιματισμού έγιναν στην Ελλάδα ήδη εδώ και μία εικοσαετία. Μόλις πρόσφατα όμως η πρόοδος της τεχνολογίας επέτρεψε την ανάπτυξη εμπορικών εφαρμογών. Ένα σύστημα ηλιακού κλιματισμού εγκαταστάθηκε το 1999 στο εργοστάσιο καλλυντικών στα Οινόφυτα Βοιωτίας. Πρόκειται για την μεγαλύτερη εφαρμογή στην Ευρώπη, με συνολική επιφάνεια συλλεκτών 2.700 τ.μ. και δυο ηλιακούς ψύκτες των 350 kW. Η εξοικονόμηση ενέργειας είναι πάνω από 11.000 MWh το χρόνο. Δύο ξενοδοχεία στην Κρήτη (όπου περιλαμβάνεται και θέρμανση της πισίνας) ήταν οι εφαρμογές που ακολούθησαν. Προς το παρόν, ο ηλιακός κλιματισμός μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγάλα κτίρια επιχειρήσεων, σύντομα όμως θα είναι διαθέσιμος και για μικρότερα κτίρια κατοικιών. 76 Σχηματική παράσταση μιας ψυκτικής μονάδας όπου η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιείται συμπληρωματικά με ένα συμβατικό σύστημα. Το συγκεκριμένο σύστημα αναπαριστά την αρχή λειτουργίας μιας εγκατάστασης στο Περπινιάν της Γαλλίας προορισμένης να προσφέρει ψύξη σε ένα αναγνωστήριο 216 m2 και χωρητικότητας 100 ατόμων Μια τυπική εγκατάσταση περιλαμβάνει τους ηλιακούς συλλέκτες, μια δεξαμενή αποθήκευσης ζεστού νερού, μια βοηθητική πηγή θέρμανσης και την αντλία θερμότητας που λειτουργεί με τον κύκλο της απορρόφησης. Το ψυκτικό μέσο και ο απορροφητής που χρησιμοποιούν οι ηλιακοί ψύκτες είναι είτε το νερό και το διάλυμα Η2Ο/LiBr είτε η σχεδόν καθαρή ΝΗ3 και το διμερές μίγμα ΝΗ3/Η2Ο. Έτσι περιορίζεται και η χρήση των ψυκτικών όπως τα CFCs και HCFCs των συμβατικών συστημάτων. Θα πρέπει να σημειώσουμε ότι η απόδοση των ψυκτών, δηλαδή η καταναλισκόμενη ηλεκτρική ισχύς (kW) ανά αποδιδόμενο ψυκτικό τόνο (ΨΤ), έχει βελτιωθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια. Για παράδειγμα, το 1975 η μέση απόδοση των μηχανημάτων ήταν 0,85 kW/ΨΤ, ενώ μέσα στην επόμενη 20ετία μειώθηκε σε 0,5 kW/TR. Επίσης έχει βελτιωθεί σημαντικά η απόδοση των αντλιών θερμότητας, των οποίων η χρήση έχει καθιερωθεί σε τοπικές, αυτόνομες ή μικρές κεντρικές εγκαταστάσεις. Εκτός από την ηλιακή ενέργεια, η χρήση φυσικού αερίου για την λειτουργία των μηχανημάτων ψύξης που λειτουργούν με τον κύκλο απορρόφησης αποτελεί μια καλή εναλλακτική λύση. Πέρα όμως από την επιλογή της κατάλληλης τεχνολογίας, ιδιαίτερα στα μεγάλου μεγέθους κτίρια τα οποία έχουν υψηλά ψυκτικά φορτία, απαιτείται σωστή μελέτη κεντρικών εγκαταστάσεων κλιματισμού, επιλογή αποδοτικών συστημάτων, προσεκτική εγκατάσταση και συστηματική συντήρηση για την σωστή λειτουργία και την επίτευξη των απαιτούμενων εσωτερικών συνθηκών. Ο υπολογισμός των φορτίων και ο σχεδιασμός του δικτύου, είναι καθοριστικοί παράγοντες για την κατάλληλη επιλογή των επιμέρους συστημάτων και την τελική εξοικονόμηση ενέργειας. Σε μεγάλες εγκαταστάσεις κλιματισμού, που καλύπτουν υψηλά ψυκτικά φορτία κατά την διάρκεια της ημέρας, μπορεί να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία ένα σύστημα παραγωγής και αποθήκευσης παγωμένου νερού ή πάγου κατά τις νυκτερινές ώρες, πράγμα που συμφέρει λόγω της χρήσης νυκτερινού ρεύματος ή λόγω αποφυγής των υψηλών τιμολογίων στις αιχμές. 77 Περισσότερες πληροφορίες για τα ηλιοθερμικά συστήματα, θα βρείτε στην ιστοσελίδα της Ένωσης Βιομηχανιών Ηλιακής Ενέργειας, www.EBHE.gr, και για εφαρμογές ηλιακού κλιματισμού στην ιστοσελίδα του Ευρωπαϊκού προγράμματος SACE (Solar Air-Conditioning in Europe), http://www.ocp.tudelft.nl/ev/res/sace.htm και στην ιστοσελίδα της Διεθνούς Επιτροπής Ενέργειας (ΙΕΑ) για τον ηλιακό κλιματισμό, http://www.iea-shc-task25.org Συμπαραγωγή και ψύξη με φυσικό αέριο Τα συστήµατα συνδυασµένης παραγωγής ηλεκτρισµού και θερµότητας (ΣΗΘ - γνωστή και ως συµπαραγωγή) παράγουν ταυτόχρονα ηλεκτρική και θερµική ενέργεια σε ένα ενιαίο, ολοκληρωµένο σύστηµα. Αυτό έρχεται σε αντίθεση µε την κοινή πρακτική, όπου η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται σε ένα κεντρικό σταθµό, η παραγόμενη θερμότητα κατά την διαδικασία της ηλεκτροπαραγωγής απορρίπτεται στο περιβάλλον, ενώ στην συνέχεια χρησιµοποιείται επιτόπιος εξοπλισµός θέρµανσης και ψύξης για την κάλυψη των αναγκών σε µη ηλεκτρική ενέργεια. Η θερµική ενέργεια που ανακτάται σε ένα σύστηµα ΣΗΘ µπορεί να χρησιµοποιηθεί για τη θέρµανση ή ακόμη και τη ψύξη σε κτίρια. Επειδή η ΣΗΘ εκµεταλλεύεται τη θερµότητα που σε άλλη περίπτωση θα χανόταν κατά τη συµβατική διακριτή παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, η συνολική απόδοση αυτών των ολοκληρωµένων συστηµάτων είναι πολύ µεγαλύτερη από αυτή των µεµονωµένων συστηµάτων. Σύστημα ταυτόχρονης παραγωγής θερμότητας και ηλεκτρισμού σε κτίριο κατοικίας. Η αρχική πηγή ενέργειας είναι το φυσικό αέριο. Η ΣΗΘ δεν αποτελεί µια συγκεκριµένη τεχνολογία αλλά περισσότερο µια εφαρµογή τεχνολογιών για την κάλυψη των αναγκών θέρµανσης ή/και ψύξης, καθώς και για µηχανική ή/και ηλεκτρική ενέργεια των τελικών καταναλωτών. Λόγω των πρόσφατων τεχνολογικών εξελίξεων, έχουν αναπτυχθεί νέες διατάξεις των συστηµάτων ΣΗΘ που τα καθιστούν οικονοµικά συµφέροντα σε ένα ευρύτερο φάσµα εφαρµογών. Τα προηγµένα υλικά έχουν αυξήσει σηµαντικά την αποδοτικότητα και την αξιοπιστία του εξοπλισµού, µειώνοντας ταυτόχρονα τα κόστη και τις εκποµπές ρύπων. 78 Σημειωτέον ότι, στην κοινοτική οδηγία 2002/91 σχετικά με τη συνολική ενεργειακή απόδοση των κτιρίων, προβλέπεται η υποχρέωση των κρατών μελών να διασφαλίζουν ότι πριν από την ανέγερση νέων κτιρίων με εμβαδόν άνω των 1.000 τ.μ θα μελετάται η τεχνική, οικολογική και οικονομική εφαρμοσιμότητα εναλλακτικών συστημάτων όπως η συνδυασμένη παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρισμού. Στην Ελλάδα, τα κόστη επένδυσης σε μονάδες συμπαραγωγής εκτιμώνται σε 1.000-2.500 €/KWe (κιλοβάτ). Περισσότερες πληροφορίες για τα οικιακά συστήματα συμπαραγωγής, θα βρείτε στην ιστοσελίδα του Ελληνικού Συνδέσμου Συμπαραγωγής Ηλεκτρισμού και Θερμότητας, www.hachp.gr Για τη καλύτερη εκμετάλλευση μιας εγκατάστασης συμπαραγωγής και το καλοκαίρι, η θερμότητα που παράγεται από ένα λέβητα φυσικού αερίου και τα καυσαέρια, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη παραγωγή ψύχους (σε συνδυασμό με μηχανήματα ψύξης τα οποία λειτουργούν με τον κύκλο απορρόφησης). Στο εμπόριο διατίθενται τέτοιου είδους ενιαίες μονάδες έτοιμες για εγκατάσταση. Περιλαμβάνουν τη μηχανή συμπαραγωγής, η οποία λειτουργεί με φυσικό αέριο για καλύτερες αποδόσεις, τον ψύκτη και το σύστημα ελέγχου και αυτοματισμού. Ένας συμβατικός λέβητας καλύπτει τις ανάγκες παραγωγής θερμότητας σε περίπτωση βλάβης της μονάδας συμπαραγωγής. Από τις μεγαλύτερες εφαρμογές στην Ευρώπη και η πρώτη εφαρμογή στην Ελλάδα, είναι η εγκατάσταση μονάδας συμπαραγωγής ηλεκτρισμού, αξιοποιούμενης θερμότητας και ψύξης σε βιομηχανία στα Οινόφυτα, Βοιωτίας. Το έργο έγινε από την εταιρεία Ηλιοστάτης ΕΠΕ (www.heliostat.gr) στα πλαίσια του Επιχειρησιακού Προγράμματος Ενέργειας (ΕΠΕ), του Υπουργείου Ανάπτυξης. Η ηλεκτρική ισχύς της εγκατάστασης είναι 2,1 MW, η ισχύς ατμοπαραγωγής 1,1 MW, και ψυκτική ισχύς 1 MW. Ο συνολικός βαθμός απόδοσης είναι περίπου 90%. Η εγκατάσταση περιλαμβάνει 3 μονάδες μηχανικής ισχύος των 785 kW, συζευγμένες με 3 ηλεκτρογεννήτριες ισχύος των 700 kW. Ο ψύκτης απορρόφησης έχει ψυκτική ισχύ 340 RT (ψυκτικούς τόνους). Τα άλλα μηχανήματα της εγκατάστασης περιλαμβάνουν ένα μετασχηματιστή 400V/20kV δυναμικότητας 3150 kVA, τρεις ατμογεννήτριες δυναμικότητας 1,1 MW σε ατμό 5 bar, πλακοειδείς εναλλάκτες θερμικής ισχύος 1,5 MW, αντλίες κλπ, καθώς και την ηλεκτρική εγκατάσταση αυτοματισμού και συγχρονισμού με το κεντρικό δίκτυο της ΔΕΗ στα 20 kV. Βιομάζα: επιστροφή στο μέλλον Ξεχάστε τις χαμηλές αποδόσεις και τον μαύρο καπνό. Οι σύγχρονες τεχνολογίες αξιοποίησης της βιομάζας έχουν εξελιχθεί τόσο, που πλέον αποτελούν μια αξιόπιστη και ανταγωνιστική επιλογή, όχι μόνο σε επίπεδο κατοικίας, αλλά και σε ένα ευρύ φάσμα επιχειρηματικών δραστηριοτήτων. Παράλληλα, τα σύγχρονα συστήματα βιομάζας χρησιμοποιούνται ολοένα και συχνότερα σε υβριδικές εφαρμογές (π.χ. σε combisystems από κοινού με ηλιοθερμικά συστήματα), ενώ μπορούν να παράσχουν μία διέξοδο σε πολλούς αγρότες, οι οποίοι είτε μπορούν να στραφούν 79 σε ενεργειακές καλλιέργειες είτε να αξιοποιήσουν τα αγροτικά και κτηνοτροφικά παραπροϊόντα που σήμερα λογίζονται ως απόβλητα και συνεπώς ως κόστος. Οι σύγχρονες εφαρμογές της βιομάζας βρίσκουν πρόσφορο έδαφος κυρίως στις χώρες της Βόρειας και Κεντρικής Ευρώπης, όπου η διαθεσιμότητα πρώτων υλών είναι δεδομένη. Η χρήση της βιομάζας γίνεται συνήθως με την καύση τεμαχιδίων ξύλου (wood chips) ή συσσωματωμάτων (wood pellets, μικρά πεπιεσμένα κομμάτια από σκόνη ξύλου ή αγροτικά παραπροϊόντα) σε σύγχρονους λέβητες υψηλής τεχνολογίας με αυτόματη τροφοδοσία καυσίμου και ηλεκτρονικά ελεγχόμενη παροχή αέρα, οι οποίοι είναι σε θέση να αποδώσουν περισσότερο από το 90% της ενέργειας που περιέχεται στο ξύλο για θέρμανση. Σε σύγκριση με το 10% περίπου της αποδοτικότητας ενός παραδοσιακού τζακιού ή το 50% ενός συμβατικού λέβητα ξύλου, η υπεροχή είναι σαφής. Τζάκι με κούτσουρα Τζάκι με επεξεργασμένο ξύλο ξυλόσομπα Μοντέρνα ξυλόσομπα Λέβητας με pellets Παραδοσιακή Οι σύγχρονοι λέβητες ξύλου δεν παράγουν ορατό καπνό και οι εκπομπές τους είναι συγκρίσιμες με αυτές των λεβήτων φυσικού αερίου. Επιπλέον, η βιομάζα θεωρείται “κλιματικά ουδέτερη”, αφού τα φυτά από τα οποία προέρχεται είχαν απορροφήσει σημαντικές ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα πριν χρησιμοποιηθούν σαν καύσιμο. Τα πιο εξελιγμένα συστήματα διαθέτουν αυτόματο σύστημα καθαρισμού των επιφανειών εναλλακτών θερμότητας και αυτόματη απομάκρυνση της στάχτης, ενώ ορισμένα μοντέλα συμπιέζουν τις στάχτες, ώστε το καθάρισμα να είναι αναγκαίο μόνο δύο φορές το χρόνο. 80 Συσσωματώματα ξύλου (pellets) 200 γραμμάρια pellets = 1 κιλοβατώρα = 0,1 λίτρο πετρελαίου Μπορούν να ζεστάνουν 10 λίτρα νερού (σε θερμοκρασία βρασμού) Αρκούν για ένα ζεστό ντους διάρκειας 4 λεπτών Υβριδικό σύστημα θέρμανσης με λέβητα βιομάζας και ηλιακή ενέργεια (combisystem). Η εμπειρία των ευρωπαϊκών χωρών από τη χρήση βιομάζας έδειξε ότι, παρόλη την αρχικά υψηλότερη επένδυση, τα μειωμένα λειτουργικά κόστη οδηγούν τελικά σε τιμές της παραγόμενης ενέργειας συγκρίσιμες ή και σημαντικά χαμηλότερες από τις αντίστοιχες που προκύπτουν καίγοντας πετρέλαιο ή φυσικό αέριο. Οι σύγχρονοι λέβητες βιομάζας αποδεικνύονται, για παράδειγμα, έως 20% φθηνότεροι από τους αντίστοιχους λέβητες πετρελαίου στην Αυστρία και έως 55% φθηνότεροι στη Δανία, όπως έδειξαν σχετικές έρευνες. Περισσότερες πληροφορίες για τις εφαρμογές της βιομάζας, θα βρείτε στην ιστοσελίδα του Κέντρου Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΚΑΠΕ), www.cres.gr Γεωθερμικός κλιματισμός Η αρχή του γεωθερμικού κλιματισμού είναι εξαιρετικά απλή. Βασίζεται στο γεγονός ότι λίγα μέτρα κάτω από την επιφάνεια της γης, η θερμοκρασία του εδάφους είναι σταθερή στους 1820 βαθμούς Κελσίου. Αν συνεπώς εκμεταλλευτούμε τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ υπεδάφους και επιφάνειας, μπορούμε να θερμάνουμε χώρους το χειμώνα και να τους ψύξουμε αντίστοιχα το καλοκαίρι. Αυτό γίνεται με τη χρήση μιας γεωθερμικής αντλίας θερμότητας, η δε θερμότητα μεταδίδεται μέσω ενός δικτύου σωληνώσεων που είτε 81 βρίσκονται σε οριζόντια διάταξη και χαμηλό βάθος, είτε σε κατακόρυφη διάταξη εκμεταλλευόμενοι μία γεώτρηση που γίνεται γι’ αυτό το λόγο. Το κύκλωμα μπορεί να είναι αντίστοιχα κλειστό ή ανοιχτό, όπως φαίνεται και στα παρακάτω σχήματα. Κλειστό κύκλωμα Ανοιχτό κύκλωμα Μια γεωθερμική αντλία καταναλώνει συνήθως γύρω στο 30% της ενέργειας που αποδίδει, συμβάλλοντας έτσι σημαντικά στην εξοικονόμηση ενέργειας. 82 Τα οικονομικά του γεωθερμικού κλιματισμού Συγκρότημα δύο εφαπτόμενων Εφαρμογή κατοικιών συνολικής επιφάνειας 400 τ.μ. στη Δυτική Αττική Μέγιστη αναγκαία ισχύς θέρμανσης 22 KW Μέγιστη αναγκαία ισχύς ψύξης 24 KW Απαιτούμενη ενέργεια θέρμανσης 44.000 KWh ετησίως Απαιτούμενη ενέργεια ψύξης ετησίως 25.000 KWh Γεωθερμική αντλία θερμότητας (με οριζόντιο γεωθερμικό εναλλάκτη Συμβατικό σύστημα (καλοριφέρ, κλιματιστικά) κλειστού κυκλώματος και ενδοδαπέδια θέρμανση) Κόστος εγκατάστασης 10.060 € Κόστος εγκατάστασης 23.344 € Ετήσιο λειτουργικό Ετήσιο λειτουργικό 3.236 € 1.424 € κόστος κόστος Απόσβεση γεωθερμικής αντλίας σε 8 χρόνια Συνδυασμός Ηλιακού – Γεωθερμικού Κλιματισμού Εκτός από το έδαφος μπορεί να υπάρξει επίσης αξιοποίηση πιθανής δεξαμενής νερού κάτω από το κτίριο. Η σύνδεση των συστημάτων με το υπέδαφος γίνεται και στην περίπτωση αυτή μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας που μπορεί να αποδώσει έως και 4 φορές περισσότερη ενέργεια στο κύκλωμα θέρμανσης. Η θερμότητα αυτή μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη λειτουργία ενός ψύκτη απορρόφησης. Εναλλακτικά μπορεί το ρευστό ενός συστήματος ψύξης να περάσει μέσα από ένα κλειστό κύκλωμα από την υπόγεια δεξαμενή νερού και να μειωθεί έτσι η θερμοκρασία του (η δεξαμενή λειτουργεί ως ψυχρή πηγή για την αντλία θερμότητος). Η εκμετάλλευση της γεωθερμικής ενέργειας με αντλίες θερμότητας νερού/νερού, παρουσιάζει τα εξής χαρακτηριστικά: είναι διαθέσιμη με σταθερές παροχές καθ'όλη τη 83 διάρκεια του χρόνου, έχει μικρές απαιτήσεις χώρου εγκατάστασης, δεν δημιουργεί προβλήματα στην αρχιτεκτονική του κτιρίου, μπορεί να γίνει και σε υπάρχοντα κτίρια με κεντρικές αντλίες θερμότητας και τα συστήματα μπορούν τελικά να λειτουργήσουν τόσο για ψύξη όσο και για θέρμανση. Μία από τις εφαρμογές που βασίζεται στο συνδυασμό αντλίας θερμότητας και γεωθερμικού εναλλάκτη στα 60 m έγινε από το Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ) στο Κορωπί Αττικής. Το έργο είναι πιλοτικό και το σύστημα παρέχει θέρμανση-ψύξη και παραγωγή ζεστού νερού χρήσης σε κατοικία 250 m2. Το τμήμα του γεωθερμικού εναλλάκτη, τροφοδοτεί την αντλία με νερό σταθερής θερμοκρασίας 18οC. Η αντλία θερμότητας νερού-νερού παράγει ζεστό νερό 50οC για θέρμανση, κρύο νερό 10οC για ψύξη και ζεστό νερό 50οC για τον λέβητα. Όταν υπάρχει ανάγκη για δροσισμό και για παραγωγή ζεστού νερού, τότε γίνεται συμπαραγωγή. Η εγκατάσταση εξυπηρετεί και τις δυο χρήσεις με συντελεστή απόδοσης 8:1. Το σύστημα έχει μικρότερα έξοδα συντήρησης και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από συστήματα νερού-αέρα ή αέρα-αέρα. Η ετήσια κατανάλωση ρεύματος για τον συμπιεστή και τους κυκλοφορητές είναι 50% μικρότερη. Περισσότερες πληροφορίες για τις εφαρμογές της γεωθερμίας, θα βρείτε στην ιστοσελίδα του Κέντρου Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΚΑΠΕ), www.cres.gr Αξιοποιώντας μια λίμνη ή τη θάλασσα Η θάλασσας μπορεί επίσης να παίξει τον ίδιο ρόλο με το έδαφος ή την υπόγεια δεξαμενή νερού. Η θερμοκρασία του νερού της θάλασσας (ή μιας μεγάλης λίμνης) παρουσιάζει πολύ μικρότερη διακύμανση από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος και, ακόμη και σε μικρό βάθος, δεν ξεπερνά τους 18-20oC. Το τυπικό σύστημα βασίζεται στην άντληση θαλασσινού νερού που κυκλοφορεί μέσα σε ειδικούς εναλλάκτες από τιτάνιο και κατόπιν επιστρέφει στη θάλασσα. Το υγρό που βρίσκεται στο σύστημα ψύξης του κτιρίου, ψύχεται από τους εναλλάκτες με το θαλασσινό νερό και κατόπιν κυκλοφορεί σε όλο το κτίριο στις τοπικές κλιματιστικές μονάδες (π.χ. fan coils). Το σύστημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως πηγή θερμότητας, αφού τον χειμώνα η θερμοκρασία κυμαίνεται μεταξύ 12-14 oC. Υπάρχει ακόμη και η δυνατότητα τηλεθέρμανσης, για πόλεις που βρίσκονται κοντά σε λίμνες, σε συνδυασμό εγκαταστάσεων συμπαραγωγής θερμότητας-ηλεκτρισμού με αντλίες θερμότητας. Σύμφωνα με μελέτη για την πόλη της Καστοριάς, μια τέτοιου είδους εγκατάσταση θα μπορούσε να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες της ενεργειακές πόλης, με βαθμό εκμετάλλευσης καυσίμου που φτάνει το 170%. Χρήση θαλασσινού νερού για ψύξη. Στην Ελλάδα, ολοκληρώθηκε στα πλαίσια Ευρωπαϊκού Προγράμματος μια μελέτη με σκοπό την υλοποίηση ενός επιδεικτικού προγράμματος, για την ψύξη ολόκληρης της πόλης στο νησί της Ύδρας, αντλώντας ενέργεια από την θάλασσα. Το έργο έγινε από την εταιρία Ηλιοστάτης ΕΠΕ (www.heliostat.gr), με συγχρηματοδότηση από την Ευρωπαϊκή Ένωση και το Πρόγραμμα Δημοσίων Επενδύσεων και εγκαινιάστηκε τον Αύγουστο του 2003. Για τον κλιματισμό κτιρίων της πόλης χρησιμοποιούνται αντλίες θερμότητας νερού-νερού οι οποίες απορρίπτουν την αντλούμενη θερμότητα σε κεντρικό δίκτυο μεταφοράς του θαλασσινού νερού. Η εγκατάσταση θα λειτουργεί και για θέρμανση την περίοδο του χειμώνα, 84 χρησιμοποιώντας το θαλασσινό νερό ως «θερμή» πηγή για την λειτουργία των αντλιών θερμότητας. Υπολογίζεται ότι η μείωση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας από μια τέτοια εφαρμογή θα είναι της τάξης του 40%. Χρήση θαλασσινού νερού για ψύξη Ηλιακός ηλεκτρισμός στο σπίτι μας Όταν τα φωτοβολταϊκά εκτεθούν στην ηλιακή ακτινοβολία, μετατρέπουν ένα 5-17% της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική (με τη σημερινή τεχνολογία, η οποία συνεχώς βελτιώνεται). 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. Τα τελευταία έχουν χαμηλότερη απόδοση είναι όμως σημαντικά φθηνότερα. 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 κτιρίων. Υπάρχουν δύο τρόποι να τα χρησιμοποιήσει κανείς. Ανεξάρτητα από το δίκτυο της ΔΕΗ ή σε συνεργασία μ’ αυτό. Μια φωτοβολταϊκή εγκατάσταση μπορεί να αποτελεί λοιπόν ένα αυτόνομο σύστημα που να καλύπτει το σύνολο των ενεργειακών αναγκών ενός κτιρίου 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) για να αναλαμβάνει την κάλυψη των αναγκών σε περίπτωση διακοπής του ρεύματος και για όσο διαρκεί αυτή. 85 Ένα τυπικό φωτοβολταϊκό ισχύος 1 κιλοβάτ (kW) παράγει κατά μέσο όρο 1.300 κιλοβατώρες το χρόνο (και πολύ περισσότερες στις νοτιότερες περιοχές της χώρας). Την περίσσεια ηλεκτρικής ενέργειας μπορείτε να την πουλήσετε στο δίκτυο προς 0,06-0,08 € ανά κιλοβατώρα, τιμή ιδιαίτερα χαμηλή όταν την συγκρίνει κανείς με την τιμή που δίνουν άλλες χώρες για τον ηλιακό ηλεκτρισμό και φτάνει τα 0,6 € ανά κιλοβατώρα (π.χ. Γερμανία). Αναμένεται πάντως ότι και στην Ελλάδα θα υπάρξει σύντομα κάποια γενναία ενίσχυση της ηλιακής κιλοβατώρας ώστε να μπορεί ο καταναλωτής να στραφεί ευκολότερα στην ηλιακή ενέργεια. Σχηματική παράσταση των συνιστωσών ενός ολοκληρωμένου συστήματος φωτοβολταϊκών για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε κτίρια. 1 – Φωτοβολταϊκά πλαίσια, 2 – Πίνακας ελέγχου, 3 – Αντιστροφέας (inverter), 4 – Μετρητής ΔΕΗ Ένα τυπικό φωτοβολταϊκό σύστημα του ενός κιλοβάτ, αποτρέπει 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 αντίστοιχες με αυτές των υαλοστασίων χαμηλής εκπεμψιμότητας (low-e), τα οποία επιτυγχάνουν (πέραν της ηλεκτροπαραγωγής) και εξοικονόμηση ενέργειας 15-30% σε σχέση με ένα κτίριο με συμβατικά υαλοστάσια. Περισσότερες πληροφορίες για τα φωτοβολταϊκά συστήματα, θα βρείτε στην ιστοσελίδα του Συνδέσμου Εταιριών Φωτοβολταϊκών (ΣΕΦ), www.helapco.gr 86 ΤΟ ΣΥΝΔΡΟΜΟ ΤΟΥ ΑΡΡΩΣΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ ΚΑΙ Ο ΡΟΛΟΣ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Έχει υπολογιστεί ότι ο σύγχρονος άνθρωπος περνάει πάνω από το 80% της ζωής του σε κλειστούς ή εν γένει δομημένους χώρους όπου εκτίθεται σε διάφορες ουσίες επικίνδυνες για την υγεία. Οι πιθανές πηγές ρύπανσης είναι τα οικοδομικά υλικά, τα έπιπλα, ορισμένες συσκευές (π.χ. εκτυπωτές, φωτοαντιγραφικά), οι μηχανολογικές εγκαταστάσεις θέρμανσης, ψύξης και αερισμού (HVAC), ακόμη και οι ίδιοι οι άνθρωποι. Η εξωτερική ρύπανση, προστίθεται στις εσωτερικές πηγές, μέσω του συστήματος αερισμού ή από την διείσδυση του αέρα μέσα στο κτίριο. Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1970, εξαιτίας της ενεργειακής κρίσης και των προσπαθειών μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας στα κτίρια με τον περιορισμό της ανανέωσης του εσωτερικού αέρα, παρατηρήθηκε ένας διαρκώς αυξανόμενος αριθμός ατόμων με πονοκεφάλους, συμπτώματα αλλεργικής φύσης και ερεθισμούς. Μέσα από μακροχρόνιες μελέτες και εξετάσεις διαπιστώθηκε σύνδεση αυτών των συμπτωμάτων με την παρουσία των ατόμων αυτών σε κτίρια με κακή εσωτερική ποιότητα αέρα. Το φάσμα αυτών των συμπτωμάτων έγινε γνωστό ως ‘Σύνδρομο του άρρωστου κτιρίου’ (Sick Building Syndrome).Ο όρος αυτός προσδιορίζει την κατάσταση κατά την οποία ένα σημαντικό ποσοστό των ενοίκων ενός κτιρίου παρουσιάζουν ιδιαίτερα συμπτώματα στην υγεία τους, συμπτώματα τα οποία φαίνεται να σχετίζονται με το χρόνο που βρίσκονται εντός του κτιρίου, αλλά καμία συγκεκριμένη ασθένεια ή αιτία δεν τα χαρακτηρίζει. Οι ενοχλήσεις μπορεί να περιορίζονται σε ένα συγκεκριμένο χώρο ή να παρατηρούνται σε όλο το κτίριο. Οι επιπτώσεις του ακατάλληλου εσωτερικού περιβάλλοντος των κτιρίων στους ενοίκους, μπορεί να είναι σοβαρές. Τα συμπτώματα που μπορεί να εμφανιστούν αρχίζουν από την μείωση της αποδοτικότητας μέχρι σοβαρές ασθένειες. Περίπου 50% όλων των ασθενειών προκαλούνται ή παρουσιάζουν υποτροπή λόγω της ρύπανσης του εσωτερικού αέρα. Ο εσωτερικός αέρας μπορεί να είναι μέχρι και 10-100 φορές πιο ρυπασμένος από τον εξωτερικό αέρα. 87 Τα βασικά χαρακτηριστικά του Συνδρόμου Τα κτίρια μπορούν και αυτά να αρρωστήσουν και πολλές φορές η κατάσταση είναι τόσο σοβαρή που μετά από την εξέταση του ειδικού “γιατρού” μπορεί να απαιτηθεί πολύπλοκη, ίσως πολυέξοδη, θεραπεία. Όπως όμως δεν πρέπει κανείς να αγνοεί την υγεία του, έτσι πρέπει να αποδίδεται ιδιαίτερη προσοχή και στην υγεία των κτιρίων, γιατί τα δυο συνήθως συμβαδίζουν. Στα άρρωστα κτίρια υπάρχει συνήθως ένας αριθμός ατόμων, που παραπονιούνται για συμπτώματα γενικής αδιαθεσίας όπως πονοκεφάλους, ασυνήθιστη κούραση, υπνηλία, ζαλάδες, ναυτία, σύγχυση, ερεθισμό στα μάτια, τη μύτη και τον λαιμό και δυσκολίες στην αναπνοή. Συνήθως, πολλά από τα συμπτώματα αυτά παρουσιάζονται συγχρόνως. Η αιτία των ενοχλήσεων δεν είναι προφανής, ενώ οι περισσότεροι από τους ενοίκους που έχουν αυτές τις ενοχλήσεις, ανακουφίζονται αμέσως όταν βγουν από το κτίριο. Σύμφωνα με την Παγκόσμια Οργάνωση Υγείας, το 30% των νέων ή επισκευασμένων πρόσφατα κτιρίων, έχουν συνήθως ασυνήθιστα υψηλά επίπεδα παραπόνων από τους χρήστες σχετικά με θέματα υγείας και δυσαρέσκειας, τα οποία σχετίζουν με το εσωτερικό περιβάλλον. Τα συμπτώματα των άρρωστων κτιρίων είναι ιδιαίτερα εμφανή σε κτίρια γραφείων, ενώ δεν είναι τόσο έκδηλα στις συνήθεις κατοικίες. Κτίριο και παραγωγικότητα Σύμφωνα με πρόσφατες έρευνες, υπάρχει άμεσος συσχετισμός μεταξύ της ποιότητας του εσωτερικού περιβάλλοντος στα κτίρια και της παραγωγικότητας στην εργασία. Σύμφωνα με 88 τις έρευνες αυτές, τα ‘πράσινα’ κτίρια μπορούν να επιφέρουν κατά μέσο όρο αύξηση της παραγωγικότητας κατά 1-5%. Τι σημαίνει βελτίωση της ποιότητας του εσωτερικού περιβάλλοντος στην πράξη; Αν π.χ. η βελτίωση αυτή οδηγήσει σε μία αύξηση της παραγωγικότητας των εργαζομένων κατά 1%, το μακροπρόθεσμο οικονομικό όφελος για την επιχείρηση αντιστοιχεί στο 10% περίπου της αξίας του ακινήτου της επιχείρησης. Τα οφέλη λοιπόν δεν είναι διόλου ευκαταφρόνητα. Η υγεία των εργαζομένων σχετίζεται άμεσα με την παραγωγικότητα. Εταιρίες με υγιείς υπαλλήλους και αισθητά καλύτερο εργασιακό περιβάλλον χρεώνονται σε κάποιες χώρες πολύ χαμηλότερα ασφάλιστρα. Επίσης το ‘Σύνδρομο του άρρωστου κτιρίου’ σχετίζεται και με την αύξηση των απουσιών στην εργασία αλλά και στα σχολεία. Εκτιμάται ότι το σύνδρομο αυτό επιφέρει κατά μέσο όρο μία μείωση της παραγωγικότητας των διαβιούντων σε ένα κτίριο κατά 2%. Στον αντίποδα, μελέτες σε 11.000 εργαζόμενους σε 107 κτίρια στην Ευρώπη με επαρκή αερισμό και ελεγχόμενη θερμοκρασία, έδειξαν σημαντική μείωση των ασθενειών καθώς και των απουσιών από την εργασία και αύξηση της παραγωγικότητας. Μια ένδειξη της συνειδητοποίησης του φαινομένου είναι και η αύξηση των περιπτώσεων μηνύσεων εργαζομένων σε "άρρωστα" κτίρια. Στους κατηγορούμενους μπορεί να περιλαμβάνονται οι σημερινοί ή οι προηγούμενοι ιδιοκτήτες του κτιρίου, οι υπεύθυνοι λειτουργίας και συντήρησης, οι αρχιτέκτονες, οι μηχανικοί, οι μεσίτες που μεσολάβησαν στην αγορά ή στην ενοικίαση του κτιρίου, οι κατασκευαστές και οι αντιπρόσωποι των ηλεκτρομηχανολογικών εγκαταστάσεων και γενικότερα όσοι εμπλέκονται στα θέματα σχεδιασμού, λειτουργίας και εξοπλισμού των κτιρίων. Ποιές αιτίες προκαλούν το σύνδρομο Ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες που προκαλούν το ‘Σύνδρομο του άρρωστου κτιρίου’ είναι ο ανεπαρκής φυσικός ή μηχανικός αερισμός, με άλλα λόγια η περιορισμένη ανανέωση του εσωτερικού αέρα με εξωτερικό (φρέσκο) αέρα. Πολλά κτίρια σχεδιάζονται σήμερα ώστε να μειώνουν την είσοδο του εξωτερικού για λόγους οικονομίας: η επανακυκλοφορία του αέρα που έχει θερμανθεί το χειμώνα ή που αντίστοιχα έχει ψυχθεί το καλοκαίρι, στοιχίζει λιγότερο από τη διαδικασία θέρμανσης ή ψύξης του εξωτερικού αέρα. Οι πόρτες, τα παράθυρα και γενικά τα ανοίγματα των κτιρίων παραμένουν κλειστά, για να μειωθούν οι θερμικές απώλειες, και ο εξωτερικός (φρέσκος) αέρας που εισέρχεται στο κτίριο δεν επαρκεί για την ανανέωση του εσωτερικού αέρα και την απόρριψη των εσωτερικών ρύπων. Αυτά τα κτίρια είναι γνωστά και ως ‘σφραγισμένα’ κτίρια. 89 Σύμφωνα με τον νέο Κανονισμό της ASHRAE οι απαιτήσεις αερισμού εσωτερικών χώρων πρέπει να εκτιμώνται με βάση τόσο την παρουσία συγκεκριμένου αριθμού ατόμων σε ένα χώρο όσο και την ποσότητα του αέρα που απαιτείται για να διαλυθούν οι ρύποι που προέρχονται από τα υλικά του κτιρίου, τα έπιπλα ή άλλο εξοπλισμό, καθώς και το ίδιο το σύστημα HVAC. Η ελάχιστη ποσότητα νωπού αέρα δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 27 m3/ώρα (7,5 λίτρα/δευτερόλεπτο) ανά άτομο. Η ποσότητα αυτή είναι συνήθως επαρκής για τον έλεγχο της εσωτερικής ποιότητας του αέρα από ρύπους ανθρωπογενούς προέλευσης, ενώ ταυτόχρονα περιορίζονται οι οσμές και οι συγκεντρώσεις του διοξειδίου του άνθρακα [CO2] σε επίπεδα μικρότερα των 1.000 ppm (μέρη στο εκατομμύριο). Το παραπάνω όριο αυξάνεται όταν υπάρχουν χώροι καπνιστών, αν και διεθνώς πλέον υπάρχει η τάση να απαγορεύεται το κάπνισμα σε εσωτερικούς χώρους. Τα ισχύοντα όρια διαφέρουν από χώρα σε χώρα. Ανεξάρτητα πάντως από τις όποιες διαφοροποιήσεις, οι ειδικοί συμφωνούν πως ο χαρακτηριστικότερος δείκτης της ποιότητας του εσωτερικού αέρα είναι το διοξείδιο του άνθρακα, και καλό είναι η συγκέντρωσή του σε κλειστούς χώρους να μην υπερβαίνει τα 1.000 ppm (1.000 mg/m3), γιατί πάνω από τη συγκέντρωση αυτή αρχίζουν να εμφανίζονται τα πρώτα συμπτώματα του ‘Συνδρόμου του άρρωστου κτιρίου’. Σημειωτέον ότι, τα ισχύοντα όρια για το διοξείδιο του άνθρακα σε διάφορες χώρες κυμαίνονται συνήθως από 3.500 έως 5.000 ppm. Πολλές φορές όμως, τα υψηλά επίπεδα εξωτερικής ατμοσφαιρικής ρύπανσης είναι τέτοια που ο καλός αερισμός των εσωτερικών χώρων, δεν είναι πάντα σίγουρο ότι θα βελτιώσει την ποιότητα εσωτερικού αέρα. Στις περιπτώσεις αυτές, ιδιαίτερα σε χώρους που βρίσκονται κοντά στο επίπεδο του δρόμου, πρέπει να αποφεύγεται ο φυσικός αερισμός σε περιόδους κυκλοφοριακής αιχμής. Αντίθετα, επιβάλλεται να γίνεται περιοδικά όταν βελτιώνονται οι συνθήκες (π.χ. νωρίς το πρωί ή αργά το βράδυ). Σε κτίρια με κεντρικές εγκαταστάσεις μηχανικού αερισμού υπάρχουν πολύ περισσότερες δυνατότητες για την επεξεργασία του αέρα (π.χ. φιλτράρισμα) αλλά πρέπει επίσης να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στα σημεία απολαβής του εξωτερικού αέρα (π.χ. μακριά από το επίπεδο του δρόμου ή άλλες πηγές ρύπανσης). Επιπλέον, η καλή συντήρηση των εγκαταστάσεων επιβάλλεται γιατί αλλιώς μπορεί η ίδια η εγκατάσταση να γίνει πηγή ρύπανσης, όπως παρουσιάζεται σε επόμενη ενότητα. Χημικοί ρύποι από εσωτερικές πηγές Έχει υπολογιστεί ότι η συγκέντρωση των ρύπων (από εσωτερικές και εξωτερικές πηγές) στο εσωτερικό του κτιρίου μπορεί να είναι 10 έως 100 φορές μεγαλύτερη από ό,τι στον εξωτερικό χώρο. Η πλειονότητα των ρύπων στα κτίρια προέρχεται από εσωτερικές πηγές. Ένας μεγάλος αριθμός υλικών, όπως για παράδειγμα οι ρητίνες που χρησιμοποιούνται στις συνθετικές 90 μοκέτες, στα υφάσματα επιπλώσεων, στις ταπετσαρίες, στις μοριοσανίδες και στα μονωτικά μπορεί να εκπέμπουν σημαντικό αριθμό πτητικών οργανικών ενώσεων (VOCs) συμπεριλαμβανομένης της φορμαλδεΰδης. Η φορμαλδεΰδη επίσης αποτελεί ένα από τα προϊόντα που απελευθερώνονται κατά την καύση των τσιγάρων. Έρευνες δείχνουν ότι οι περισσότερες πτητικές οργανικές ενώσεις μπορούν να προκαλέσουν χρόνιες ασθένειες και προβλήματα υγείας σε μεγάλες συγκεντρώσεις, ενώ μερικές από αυτές προκαλούν καρκινογένεση. Άλλες πηγές εσωτερικών ρύπων είναι τα προϊόντα καύσης, όπως το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) και τα οξείδια του αζώτου (ΝΟ–ΝΟ2) που απελευθερώνονται από τη χρήση των συσκευών αερίου και από το κάπνισμα, όπως επίσης τα στερεά αιωρούμενα σωματίδια, των οποίων οι συγκεντρώσεις είναι ιδιαίτερα υψηλές σε κλειστούς εσωτερικούς χώρους. ΠΗΓΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ Ρύπος Πτητικές (VOCs) Πηγή Οργανικές Ενώσεις χαλιά, χρώματα, υφάσματα Οξείδια του αζώτου (ΝΟ–ΝΟ2) συσκευές αερίου, τζάκια Φορμαλδεΰδη συνθετικές μοκέτες, υφάσματα επίπλωσης και ταπετσαρίας, συνθετικά ξύλα, μονωτικά, κόλλες Στερεά Αιωρούμενα Σωματίδια χαλιά, αεραγωγοί Αποδεκτά όρια συγκεντρώσεων εσωτερικών ρύπων [ASHRAE 1999] Ρύπος Στερεά (PM 10) Συγκεντρώσεις Σωματίδια 150 μg/m3 Μονοξείδιο άνθρακα [α] [α] του 40000 μg/m3 10000 μg/m3 Φορμαλδεΰδη 60 μg/m3 Όζον 100 μg/m3 24 ώρες 35 ppm [α] 9 ppm [α] 0.05 ppm 3 Διοξείδιο Αζώτου 100 μg/m Ραδόνιο 4 pCi/L Διάρκεια 1 ώρα 8 ώρες Συνεχής 0.05 ppm Συνεχής 0.055 ppm Μέσο ετήσιο Μέσο ετήσιο Δεν πρέπει να υπερβαίνει το όριο περισσότερο από μια φορά τον χρόνο. 91 Ο Αμίαντος και το Ραδόνιο Ο αμίαντος (ινώδη πυριτικά ορυκτά) και το ραδόνιο (φυσικό ραδιενεργό στοιχείο) προκαλούν ασθένειες οι οποίες συνήθως εμφανίζονται μετά από χρόνια έκθεση και για το λόγο αυτό δεν συγκαταλέγονται ανάμεσα στις αιτίες του Συνδρόμου του άρρωστου κτιρίου. Φυσικά το καθένα από αυτά τα υλικά αποτελεί κίνδυνο για την υγεία των ενοίκων και θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη σε κάθε αξιολόγηση του κτιρίου. Ειδικά ο αμίαντος επειδή αναμιγνύεται με διάφορες συγκολλητικές ουσίες όπως το τσιμέντο και χρησιμοποιείται ως οικοδομικό υλικό με τη μορφή φύλλων και σωλήνων αμιαντοτσιμέντου στα μονωτικά υλικά, αλλά και στους σωλήνες ύδρευσης, χρήζει ιδιαίτερης προσοχής. Το ραδόνιο είναι άοσμο, άχρωμο και αποτελεί τον μόνο ρύπο που η προέλευσή του είναι φυσική. Προέρχεται από τη ραδιενεργό διάσπαση του ουρανίου που βρίσκεται σε διάφορα ορυκτά αλλά και κοινά πετρώματα όπως είναι ο γρανίτης, ο σχιστόλιθος και ο ασβεστόλιθος σε μερικές περιπτώσεις. Η βασική πηγή ραδονίου είναι τις περισσότερες φορές το αέριο που διεισδύει μέσα στα κτίρια από το υπέδαφος. Αντιμετωπίζεται με τον καλό εξαερισμό των χώρων (ιδίως των υπογείων) και την καλή κατασκευή του κτιριακού κελύφους των υπογείων και του σφραγίσματος τυχόν διόδους (πχ από σωληνώσεις αποχετεύσεων, ύδρευσης κλπ) που επιτρέπουν την είσοδο αερίων από το υπέδαφος. Βιολογικοί παράγοντες Οι βιολογικοί παράγοντες οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για τη ρύπανση του εσωτερικού αέρα είναι κυρίως τα βακτήρια, οι ιοί και οι μύκητες που προέρχονται από τα κλιματιστικά, ή που αναπτύσσονται σε στάσιμα νερά των αγωγών του κτιρίου, τις λεκάνες, τους υγραντήρες, αλλά και στα χαλιά και τις μονώσεις. Ένας από τους πρωτοπόρους ερευνητές του θέματος, ο Ολλανδός Ρόμπ Σάμσον, δημοσίευσε πρόσφατα (το 1996) ένα βιβλίο με τίτλο «οι επιπτώσεις στην υγεία από τους μύκητες στο εσωτερικό περιβάλλον». Ο Σάμσον πιστεύει ότι όλα οι μύκητες μπορούν να προκαλέσουν αλλεργικές αντιδράσεις, αλλά ορισμένοι απ αυτούς όπως τα Aspergillus versicolor και Stachybotrys atra παράγουν τοξίνες. Στην περίπτωση του Stachybotrys οι αερόβιες μυκοτοξίνες μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές ασθένειες, ακόμη και θάνατο. Αν και οι αιτίες των άρρωστων κτιρίων ποικίλουν, στα περισσότερα κτίρια που έχουν μολυνθεί από παθογόνους μικροοργανισμούς, η υγρασία, η σκόνη και τα πορώδη υλικά που ευνοούν την εξέλιξη των πληθυσμών των μικροβίων είναι η βάση του προβλήματος. Γενικότερα, η επίδραση της υγρασίας στην ανάπτυξη μικροοργανισμών και μυκήτων μέσα στα κτίρια μπορεί να είναι σημαντική όταν αυτή βρίσκεται εκτός των συνηθισμένων ορίων 60-80%. Η υγρασία στους τοίχους (μούχλα) είναι μια χαρακτηριστική περίπτωση. 92 Λεγιονέλα Ένας από τους πιο γνωστούς παθογόνους οργανισμούς των κτιρίων είναι η λεγιονέλα, ένα σύνολο από 43 διαφορετικά είδη βακτηριδίων εκ των οποίων τα 20 μπορούν να αποβούν επικίνδυνα για τη δημόσια υγεία. Το πιο επικίνδυνο απ αυτά είναι το είδος Legionella pneumophila που μεταφέρεται στον άνθρωπο πάντα από το περιβάλλον και προκαλεί μόλυνση του αναπνευστικού συστήματος. Ένα από τα πιο γνωστά περιστατικά είναι η ‘Ασθένεια των Λεγεωναρίων’, που ανακαλύφθηκε το 1976 κατά τη διάρκεια ενός συνεδρίου λεγεωνάριων στις ΗΠΑ, με τραγικό απολογισμό 34 νεκρούς σε ένα σύνολο 221 προσβληθέντων, θύματα της νόσου. Οι μικροοργανισμοί αυτοί βρίσκονται συνήθως στην επιφάνεια υδατικών συγκεντρώσεων (π.χ. ποτάμια, λίμνες). Μπορεί όμως να αναπτυχθεί και σε λιμνάζοντα νερά ή θύλακες υγρασίας στο αστικό περιβάλλον και στα κτίρια. Τέτοια μέρη είναι για παράδειγμα τα κλιματιστικά συστήματα και ειδικά σημεία του δικτύου ύδρευσης ή του υδραυλικού εξοπλισμού, όπως η κεφαλή του ντούς, δεξαμενές νερού με κακή ανανέωση κ.λπ. Η ανάπτυξη της λεγιονέλας επηρεάζεται από την θερμοκρασία, το pH και άλλες χημικές ουσίες που βρίσκονται στο νερό ή το άμεσο περιβάλλον της. Οι πλέον ευνοϊκές συνθήκες είναι οι θερμοκρασίες των 35-37οC, ενώ παραμένει αδρανής σε θερμοκρασίες μικρότερες από 20οC και σε θερμοκρασία μεγαλύτερη από 55 οC τα βακτηρίδια πεθαίνουν. ΔΟΜΙΚΑ ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΑΕΙΦΟΡΙΑ Τα οικοδομικά υλικά επιδρούν με διαφόρους τρόπους στο περιβάλλον. Στο προηγούμενο κεφάλαιο αναπτύχθηκαν οι παράγοντες και οι μηχανισμοί που συμβάλλουν στη ρύπανση των εσωτερικών χώρων και προκαλούν το σύνδρομο των «άρρωστων κτιρίων». Όμως οι επιπτώσεις είναι ευρύτερες. Το ιδεώδες για την στάθμιση των επιπτώσεων αυτών αλλά και για την διευκόλυνση της τελικής επιλογής από μέρους των μηχανικών, των κατασκευαστών και των ίδιων των ιδιοκτητών ή των χρηστών των κτιρίων, θα ήταν να έχει προηγηθεί, για κάθε ένα προϊόν ξεχωριστά, η Ανάλυση του Κύκλου Ζωής (ΑΚΖ). Πράγμα που με τη σειρά του σημαίνει την παρακολούθηση της πορείας κάθε υλικού ή/και οικοδομικού προϊόντος από τη στιγμή της εξόρυξης της πρώτης ύλης, ως την εφαρμογή και εν τέλει την απόσυρσή του με τη μορφή απορρίμματος. Όσο μεγαλύτερος είναι ο Κύκλος Ζωής, όσο μικρότερη είναι η «ενεργειακή ένταση» στη φάση της επεξεργασίας, όσο χαμηλότερες είναι οι εκπομπές στο εργοστάσιο ή στον τελικό προορισμό, όσο λιγότερη χρήση μη ανανεώσιμων πόρων απαιτεί η διαδικασία της παραγωγής του, τόσο περισσότερο πλησιάζουμε προς την αειφορικότητα. Πολλοί πηγαίνουν ακόμα μακρύτερα. Εξετάζουν ακόμη και το μεταφορικό έργο που συνδέεται με την εμπορία του προϊόντος. Η συντόμευση των αποστάσεων ανάμεσα στην πηγή του προϊόντος και τον τελικό καταναλωτή αποτελεί ζητούμενο όχι μόνο για λόγους ενεργειακούς αλλά και για την ενίσχυση της τοπικότητας. Η πρακτική τέλος στο κοινωνικό 93 και εργασιακό επίπεδο των ίδιων των εταιρειών δεν είναι έξω από τη σφαίρα της αειφορίας. Η Εταιρική Κοινωνική Ευθύνη, που αποκτά πλέον θεσμικό χαρακτήρα, δημιουργεί μια αυξημένη υποχρέωση στο επίπεδο της επιχείρησης η οποία πρέπει να αναλάβει κάθε μέτρο για την προάσπιση του περιβάλλοντος, των οικοσυστημάτων, της υγείας των καταναλωτών και των συνθηκών εργασίας των εργαζομένων. Οι επιπτώσεις των υλικών στο μικροκλίμα Η έντονη αστικοποίηση, η κυριαρχία του μπετόν και της ασφάλτου, η υποβάθμιση και καταστροφή των περιαστικών δασών, η περιστολή των χώρων πρασίνου, η κακή αρχιτεκτονική και δόμηση, τα λάθος υλικά, τα εκατοντάδες χιλιάδες αυτοκίνητα, έχουν γιγαντώσει αυτό που στη γλώσσα των ειδικών είναι γνωστό ως ‘αστική νησίδα θερμότητας’. Έτσι, τα κέντρα των μεγαλουπόλεων κατά τη διάρκεια ενός καύσωνα μπορεί να είναι αρκετούς βαθμούς θερμότερα από τα προάστια. Αυτό σημαίνει βέβαια και αυξημένες ανάγκες για ψύξη και κλιματισμό. Είναι χαρακτηριστικό ότι, ενώ λίγα χρόνια πριν η αιχμή της κατανάλωσης στη χώρα μας ήταν το χειμώνα (λόγω αναγκών θέρμανσης), σήμερα πλέον η αιχμή παρατηρείται το καλοκαίρι λόγω κλιματιστικών. Επιπλέον, λόγω της αστικής νησίδας θερμότητας, το ίδιο κλιματιστικό είναι έως και 20% λιγότερο αποδοτικό στο κέντρο της πόλης απ’ ότι π.χ. στα προάστια. Αυτό σημαίνει ότι για να παρέχει την ίδια ψύξη πρέπει να δουλεύει περισσότερο, απορροφώντας περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια και εκπέμποντας περισσότερη θερμότητα στο περιβάλλον. Η διαμόρφωση συνεπώς ενός μικροκλίματος που δεν συμβάλλει στην επιδείνωση της αστικής νησίδας θερμότητας είναι πρωταρχικής σημασίας. Η επίτευξη ενός ανεκτού μικροκλίματος είναι σε μεγάλο βαθμό συνάρτηση των υλικών που επιλέγουμε για τη διαμόρφωση των εξωτερικών χώρων, καθώς και των κατάλληλων φυτεύσεων που θα πρέπει να συνοδεύουν, όπου αυτό είναι δυνατόν, κάθε οικιστική προσπάθεια. Η επιλογή των κατάλληλων υλικών (ανοιχτόχρωμων, λείων και συνάμα μη ολισθηρών και μεγάλης ανακλαστικότητας) είναι συνεπώς καθοριστικής σημασίας για την ποιότητα του εξωτερικού περιβάλλοντος. Από τεχνικής απόψεως αυτό είναι σήμερα απολύτως εφικτό αφού έχουν μετρηθεί και αξιολογηθεί πάνω από 90 διαφορετικά υλικά επίστρωσης εξωτερικών χώρων τα οποία βρίσκει κανείς σχετικά εύκολα και στην ελληνική αγορά. 94 Ίδια χρήση, άλλη συμπεριφορά. ‘Ψυχρά’ και ‘θερμά’ υλικά επίστρωσης εξωτερικών χώρων. Η θερμοφωτογραφία επιτρέπει την σύγκριση πλακών με διαφορετικές θερμικές ιδιότητες. To ιώδες και το μπλε σημαίνει υλικά με χαμηλή θερμοκρασία, ενώ το κόκκινο και το κίτρινο υλικά με υψηλές θερμοκρασίες για την ίδια έκθεση στην ηλιακή ακτινοβολία. Περιβαλλοντική προτίμηση δομικών υλικών Πάνω από 20.000 διαφορετικά δομικά υλικά και προϊόντα κυκλοφορούν σήμερα στην ευρωπαϊκή αγορά. Κάποια απ αυτά έχουν σημαντικές επιπτώσεις στο περιβάλλον ή/και στη δημόσια υγεία. Για λίγα από τα υλικά αυτά υπάρχουν εναρμονισμένες κοινοτικές προδιαγραφές, ενώ για ακόμη λιγότερα έχει γίνει εκτίμηση της συνολικής επιβάρυνσης με τη μέθοδο της ΑΚΖ. Τίθεται λοιπόν το ερώτημα με ποια κριτήρια μπορεί σήμερα να επιλέξει κανείς, πριν δηλαδή τα υλικά αποκτήσουν πιστοποιητικό οικολογικής ποιότητας από κάποιο εξουσιοδοτημένο οργανισμό (αν και αυτό φαντάζει μάλλον ανέφικτο λόγω του μεγάλου πλήθους των προϊόντων). Για το λόγο αυτό υπάρχουν έμμεσοι τρόποι που αξιοποιούν στον καλύτερο δυνατό βαθμό τη διαθεσιμότητα πληροφορία. Μία μέθοδος που ακολουθούν τα τελευταία χρόνια πολλές ευρωπαϊκές χώρες που επιλέγουν και προωθούν την οικολογική δόμηση είναι αυτή της «Περιβαλλοντικής Προτίμησης». Στην Ολλανδία, για παράδειγμα, η πλειοψηφία των δημοσίων φορέων χρησιμοποιεί πλέον αυτή τη μέθοδο για τις χρηματοδοτούμενες και ελεγχόμενες απ’ αυτούς κατασκευές. Παραλλαγές της μεθόδου ακολουθούν και άλλες Ευρωπαϊκές χώρες. Έτσι, για παράδειγμα η Βρεττανία ακολουθεί το σύστημα BREEAM (Building Research Establishment Environmental Assessment Method) και οι ΗΠΑ το BEES (Building for Environmental and Economic Sustainability). Παράλληλα, διατίθενται εκτενείς βάσεις δεδομένων, όπως αυτή του βρετανικού BRE (Building Research Establishment Environmental Profiles) που παρέχουν περιβαλλοντική πληροφορία για εκατοντάδες υλικά και προϊόντα που κυκλοφορούν στην 95 αγορά. Σε κάθε περίπτωση πάντως θα πρέπει να λάβει κανείς υπ’ όψιν και τις τοπικές συνθήκες της αγοράς, οι οποίες ενδεχομένως διαφοροποιούν την περιβαλλοντική επίδοση ενός προϊόντος. Γι’ αυτό και μακροπρόθεσμα θα πρέπει να αναπτυχθούν μεθοδολογίες και βάσεις δεδομένων ειδικά προσαρμοσμένες για την ελληνική αγορά. Η ‘Περιβαλλοντική Προτίμηση’ βασίζεται στην αξιολόγηση των υλικών κατασκευής με βάση το συνολικό κύκλο ζωής τους. Έτσι, προκειμένου να αξιολογηθεί και να βαθμονομηθεί ένα υλικό, λαμβάνονται υπ’ όψιν, μεταξύ άλλων, τα εξής: Η σπάνη των πρώτων υλών. Η οικολογική βλάβη κατά την εξόρυξη, ξύλευση ή παραγωγή των πρώτων υλών. Η ενεργειακή κατανάλωση σε όλα τα στάδια (περιλαμβανομένης της επεξεργασίας και μεταφοράς του υλικού). Η κατανάλωση νερού. Προβλήματα ηχορρύπανσης και οσμών. Οι εκπομπές επιβλαβών ρύπων κατά την παραγωγική διαδικασία, συμπεριλαμβανομένων των ρύπων που συμβάλλουν στην αλλαγή του κλίματος, στην καταστροφή του όζοντος και στην όξινη βροχή. Η χρήση ή πιθανή έκλυση ουσιών που είναι επιβλαβείς για την ανθρώπινη υγεία. Η χρήση ή πιθανή έκλυση ουσιών που είναι τοξικές, βιοσυσσωρεύσιμες και εμμένουσες στο περιβάλλον. Η πιθανή διακινδύνευση και πρόκληση σοβαρού ατυχήματος καθ’ όλον τον κύκλο ζωής ενός υλικού ή προϊόντος. Η παραγωγή αποβλήτων. Οι δυνατότητες επαναχρησιμοποίησης, ανακύκλωσης και επιδιόρθωσης. Η χρήση ανανεώσιμων πόρων, καθώς και ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την παραγωγή ενός προϊόντος. Στη συνέχεια, και με βάση τις πληροφορίες αυτές, υπολογίζεται το ‘οικολογικό αποτύπωμα’ του προϊόντος και βαθμολογείται ανάλογα. Αν και διεθνώς έχουν παρουσιαστεί προσεγγίσεις με αρκετές διαφορές μεταξύ τους (για παράδειγμα, στο πώς αξιολογούν τη συμβολή ενός προϊόντος στην υπερθέρμανση του πλανήτη σε σχέση π.χ. με την οικοτοξικότητά του), εν τούτοις όλες οι μεθοδολογίες μέχρι σήμερα παρουσιάζουν αξιοπρόσεκτη ομοιότητα ως προς 96 την περιβαλλοντική κατάταξη των διαφόρων υλικών και προϊόντων, έτσι ώστε να διασφαλίζεται ο χρήστης ως προς την αντικειμενικότητα των αξιολογήσεων. Άλλωστε, η διαδικασία αυτή αξιολόγησης είναι δυναμική και εξελισσόμενη, καθώς νέα προϊόντα εισέρχονται στην αγορά, ενώ και σε παλιά υλικά παρατηρούνται συχνά αλλαγές και βελτιώσεις (π.χ. η διόγκωση της πολυστερίνης γινόταν παλιά με ουσίες που έβλαπταν το στρατοσφαιρικό όζον, ενώ σήμερα γίνεται με ουσίες φιλικότερες προς το περιβάλλον και αυτό αλλάζει τη βαθμολογία του τελικού προϊόντος). Δίνουμε παρακάτω μερικά παραδείγματα από τη διαδικασία αξιολόγησης των διαφόρων υλικών. Στον πίνακα που ακολουθεί φαίνεται, για παράδειγμα, η περιβαλλοντική κατάταξη προϊόντων βαφής ξυλείας με βάση μία πολυκριτηριακή ανάλυση και τη μεθοδολογία που περιγράψαμε παραπάνω. 97 ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΒΑΦΗΣ ΞΥΛΕΙΑΣ Συνθετικά χρώματα οργανικούς διαλύτες Συνθετικά με υδατοδιαλυτά χρώματα Φυσικά χρώματα οργανικούς διαλύτες με Φυσικά υδατοδιαλυτά χρώματα ΠΑΡΑΓΩΓΗ Κατανάλωση ενέργειας 4 4 1 1 Κατανάλωση φυσικών πόρων 4 3 0 0 Τοξικότητα 4 4 3 2 Συμβολή στην 3 όξινη βροχή 3 0 0 Συμβολή στη φωτοχημική 4 ρύπανση 2 3 0 Άλλες μορφές 4 ρύπανσης 3 0 0 2 0 0 ΧΡΗΣΗ Ανακύκλωση Διάθεση 2 Επιπτώσεις στην 4 2 3 0 υγεία 4 = χειρότερη περιβαλλοντική επίδοση, 3 = κακή περιβαλλοντική επίδοση, 2 = μέτρια περιβαλλοντική επίδοση, 1 = καλή περιβαλλοντική επίδοση, 0 = καλύτερη περιβαλλοντική επίδοση 98 Στον επόμενο πίνακα, παρουσιάζουμε την τελική αξιολόγηση για κάποια συγκεκριμένη χρήση (τη μόνωση τοίχων εν προκειμένω) ώστε να μπορεί εύκολα να γίνει επιλογή από τον χρήστη. ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΠΡΟΤΙΜΗΣΗ ΓΙΑ ΜΟΝΩΣΕΙΣ Εφαρμογή 1η προτίμηση 2η προτίμηση Φελλός Μόνωση τοίχων Κυτταρίνη Ορυκτοβάμβακας Ξυλόμαλλο 3η προτίμηση Διογκωμένη πολυστερίνη (EPS) Υαλοβάμβακα ς Δεν συνιστάται Εξηλασμένη πολυστερίνη (XPS) Πολυουρεθάνη Με βάση την παραπάνω κατάταξη, ο χρήστης λαμβάνει τις τελικές του αποφάσεις, συνυπολογίζοντας επίσης τα εξής: Τις τεχνικές προδιαγραφές των διαφόρων υλικών με βάση τις συγκεκριμένες ανάγκες του. Τα κόστη των διαφόρων υλικών. Τη διαθεσιμότητά τους στην τοπική αγορά. Τις ιδιαίτερες προτιμήσεις των τελικών χρηστών. Τη συμβατότητα των υλικών μεταξύ τους. Τυχόν περιορισμούς στη χρήση διαφόρων υλικών (π.χ. στην περίπτωση διατηρητέων κτισμάτων όπου πρέπει να υπάρξει σεβασμός στην αρχική εμφάνιση του κτιρίου). Η διαδικασίες όμως αξιολόγησης, εκτός από το ότι μας δίνουν τη δυνατότητα επιλογής με βάση τα παραπάνω κριτήρια, για ορισμένα προϊόντα έχουν καταλήξει οριστικά πως θα πρέπει σιγά-σιγά να αποσύρονται από τις εφαρμογές και αν είναι δυνατόν και από την αγορά. Στο παρακάτω πίνακα αναγράφονται μερικά από τα εν λόγω υλικά. 99 Ποιά υλικά και προϊόντα θα πρέπει να αποφεύγονται Προϊόντα βινυλίου (χλωριωμένα πλαστικά PVC) Προϊόντα πολυουρεθάνης Προϊόντα εξηλασμένης πολυστερίνης (XPS) Οργανικές ενώσεις του κασσιτέρου Φθοριούχες ενώσεις Ενώσεις μολύβδου και υδραργύρου Άλατα χαλκού, χρωμίου και αρσενικού Κρεωζοτέλαιο Αμίαντος Φορμαλδεΰδη Αλκυδικά χρώματα (λαδομπογιές με οργανικούς διαλύτες) Υδροχλωροφθοράνθρακες (HCFCs) σε συστήματα ψύξης, κλιματισμού και αντλίες θερμότητας Ουσίες με ιδιαίτερα υψηλό ‘δυναμικό υπερθέρμανσης’ (Global Warming Potential –GWP), όπως είναι για παράδειγμα το εξαφθοριούχο θείο [SF6] σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις και οι υδροφθοράνθρακες [HFCs] σε συστήματα ψύξης και κλιματισμού. Χτίζοντας χωρίς PVC Το PVC (πολυβινυλοχλωρίδιο ή κοινώς βινύλιο) είναι θερμοπλαστικό υλικό που παράγεται με βάση το πετρέλαιο και το χλώριο και είναι το πλέον χρησιμοποιούμενο συνθετικό υλικό. Οι μεγαλύτερες ποσότητες PVC που παράγονται, καταλήγουν τελικά ως δομικό υλικό στον κτιριακό τομέα. Στην Ευρωπαϊκή Ένωση, κατά μέσο όρο το 53% των συνολικών χρήσεων PVC αφορά τη δόμηση, ενώ ένα 9% χρησιμοποιείται σε καλώδια και ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις. Το PVC χρησιμοποιείται σε κατασκευές για πλαίσια παραθύρων, πόρτες, σωλήνες και υδρορροές, σε δάπεδα, ταπετσαρίες, παντζούρια, μονώσεις συρμάτων και καλωδίων, κ.λπ. Θεωρείται το χειρότερο απ’ όλα τα πλαστικά σε ότι αφορά τις περιβαλλοντικές επιδόσεις του. Το PVC δημιουργεί περιβαλλοντικά προβλήματα σε όλο τον κύκλο της ζωής του. Η παραγωγή PVC απαιτεί τη μεταφορά επικίνδυνων εκρηκτικών ουσιών και συνεπάγεται τη δημιουργία τοξικών αποβλήτων. Στη συνέχεια, επειδή το PVC από μόνο του είναι σχεδόν 100 άχρηστο ως πλαστικό, πρέπει να αναμιχθεί με μια σειρά από χημικές ουσίες για να γίνει μαλακό και εύκαμπτο, με βαρέα μέταλλα για να γίνει σκληρό ή να αποκτήσει χρώμα και με μυκητοκτόνα που το προστατεύουν από αδηφάγα βακτήρια. Έτσι η παραγωγή του PVC δημιουργεί επιπλέον μια παράλληλη τοξική βιομηχανία. Το ίδιο το προϊόν, όταν αγοραστεί από τον καταναλωτή μπορεί να αποδειχθεί επικίνδυνο. Για παράδειγμα, ορισμένα πρόσθετα, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται στα δάπεδα από PVC, εξατμίζονται στον αέρα και καταλήγουν εισπνεόμενα στον άνθρωπο. Η απόρριψη του PVC δημιουργεί νέα περιβαλλοντικά προβλήματα. Όταν καίγεται, απελευθερώνει ένα όξινο αέριο, καθώς και διοξίνες και άλλες οργανοχλωριωμένες ενώσεις, εξαιτίας του περιεχομένου του σε χλώριο. Δεδομένου ότι προϊόντα PVC βρίσκονται πλέον σε όλα σχεδόν τα κτίρια, κάθε φορά που καίγεται ένα κτίριο παράγονται διοξίνες. Σύμφωνα με το Γερμανικό Υπουργείο Υγείας και το Γερμανικό Ομοσπονδιακό Γραφείο Περιβάλλοντος, “επειδή τα αλογονωμένα πλαστικά (ειδικά το PVC και τα πλαστικά που περιέχουν βρωμιωμένους επιβραδυντές καύσης) μπορούν να προκαλέσουν εκπομπές διοξινών σε περίπτωση φωτιάς... συνιστάται σε χώρους όπου υπάρχει κίνδυνος πυρκαγιάς να μειώνεται στο ελάχιστο η χρήση πλαστικών που περιέχουν χλώριο και βρώμιο”. Γι’ αυτούς τους λόγους, πολλοί φορείς σε όλο τον κόσμο έχουν προχωρήσει σε απαγορεύσεις και υποκατάσταση του PVC. Εκατοντάδες φορείς τοπικής αυτοδιοίκησης και περιφερειακές κυβερνήσεις σε πολλές χώρες (Γερμανία, Αυστρία, Ολλανδία, Δανία, Σουηδία, Ισπανία, κ.λπ) έχουν αποφασίσει να απαγορεύσουν ή να περιορίσουν τη χρήση PVC σε διάφορες εφαρμογές, ιδιαίτερα στον κατασκευαστικό τομέα. Οι χρήσεις του PVC ως δομικού υλικού μπορούν να κατανεμηθούν στις εξής κατηγορίες: Αγωγοί διαφόρων χρήσεων Πόρτες και παράθυρα Ηλεκτρικά καλώδια Κάλυψη πατωμάτων Κάλυψη ξύλων και άλλων επιφανειών Ευτυχώς για όλες αυτές τις χρήσεις παρέχονται σήμερα εναλλακτικές λύσεις με ασφαλέστερα για το περιβάλλον και την υγεία υλικά. Δίνουμε κάποια παραδείγματα αποφυγής του PVC στην κατοικία. 101 Εναλλακτικά ως προς το PVC υλικά Χρήση Προτεινόμενα υλικά Αγωγοί - σωληνώσεις Πολυαιθυλένιο πολυβουτυλένιο Πόρτες και παράθυρα Ξύλο, αλουμίνιο ή και συνδυασμός τους Ηλεκτρικά καλώδια Πολυαιθυλένιο (PE), πολυπροπυλένιο (ΡΡ), καουτσούκ Κάλυψη πατωμάτων Λινόλαιο, φελλός, ξύλο, κεραμικά πλακάκια Κάλυψη (μεμβράνες) επιφανειών Άμμος, κόκκοι πολυαιθυλενίου (PE), φυσητής πολυπροπυλένιο αργίλου ή (ΡΡ), μεμβράνες Ξύλο: φυσικό μεν, αλλά... Το ξύλο είναι η πιο σημαντική ανανεώσιμη πρώτη ύλη που χρησιμοποιείται ως δομικό υλικό. Απαιτεί μικρή σχετικά επεξεργασία πριν χρησιμοποιηθεί και γι’ αυτό η παραγωγική διαδικασία είναι σχετικά καθαρή και απαιτεί λίγη ενέργεια. Η περιβαλλοντική του όμως επίδοση/αξιολόγηση θα πρέπει να λαμβάνει υπόψιν ις εξής επιπλέον παραμέτρους: Την προέλευση της ξυλείας και τον τρόπο διαχείρισης των δασών. Την επεξεργασία του ξύλου και ιδιαίτερα τη χρήση ή μη συντηρητικών. Την ενέργεια που απαιτείται για τη μεταφορά. Η αποψίλωση και καταστροφή των τροπικών και άλλων αρχέγονων δασών, η μη αειφορική διαχείριση της πλειοψηφίας των δασών του πλανήτη, ο εκτοπισμός ιθαγενών λαών που ζουν από τα δάση, η διαπλοκή πολυεθνικών εταιριών υλοτομίας με αυταρχικά καθεστώτα, έχουν προκαλέσει συζητήσεις και κινήματα διαμαρτυρίας σε όλο τον κόσμο. Συχνά μάλιστα έχουν οδηγήσει και σε μποϋκοτάζ προϊόντων (π.χ. μαόνι). Αποτέλεσμα των παραπάνω είναι να καθοριστούν προδιαγραφές για την ξυλεία που κυκλοφορεί στο εμπόριο που σχετίζονται κατά βάση με την αειφορική ή μη διαχείριση των δασών. Μία τέτοια πιστοποίηση παρέχεται σήμερα από ένα διεθνή οργανισμό, το Forest Stewardship Council (FSC) με δραστηριότητα σε ένα μεγάλο αριθμό χωρών. 102 Το Σήμα Πιστοποίησης Ξυλείας από Αειφορική Διαχείριση Έτσι σήμερα εκατοντάδες δασικές περιοχές σε δεκάδες χώρες, με έκταση εκατομμυρίων στρεμμάτων, είναι πιστοποιημένες από το FSC, παρέχοντας μία εναλλακτική λύση σε όσους επιθυμούν να αποφύγουν τη χρήση ξυλείας που δεν συμβαδίζει με τις ανάγκες μιας ορθολογικής διαχείρισης των δασικών οικοσυστημάτων. Δυστυχώς, η Ελλάδα παρουσιάζει και στον τομέα αυτό τη συνήθη καθυστέρηση, αν και η κατάσταση αυτή αναμένεται να αλλάξει, ιδιαίτερα αν το απαιτήσουν οι καταναλωτές, οι οποίοι σήμερα έχουν περιορισμένες επιλογές. Η οικοδομική ξυλεία προέρχεται από φυσικά δάση ή φυτείες δασών. Θεωρείται “ζωντανό” δομικό υλικό και γι’ αυτό παρουσιάζει ορισμένους περιορισμούς που σχετίζονται κυρίως με την υπό ορισμένες συνθήκες προσβολή της από έντομα και μύκητες. Η απάντηση ήρθε από τη χημική βιομηχανία. Τα παρασκευάσματα που χρησιμοποιούνται σήμερα για την προστασία του ξύλου περιέχουν συνήθως οργανικούς διαλύτες, βιοκτόνα, εντομοκτόνες και μυκητοκτόνες ουσίες, που όμως έχουν δυσμενείς επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία και στα οικοσυστήματα. Για την οικολογική δόμηση, η χρήση χημικών ουσιών για την προστασία της ξυλείας θα πρέπει να αποφεύγεται και να καταφεύγει κανείς σε αυτήν μόνο σε περίπτωση που έχουν εξαντληθεί όλες οι άλλες δυνατότητες. Ας δούμε εν συντομία τις εναλλακτικές λύσεις και προτάσεις: Εσωτερικοί χώροι Το ξύλο που χρησιμοποιείται σε ξηρούς εσωτερικούς χώρους δεν χρειάζεται σε γενικές γραμμές προστασία δεδομένου ότι η ανάπτυξη των μικροοργανισμών προϋποθέτει υγρασία ξύλου άνω του 20%. Επιλέγουμε ξυλεία που έχει υποστεί ξήρανση και που έχει τη δυνατότητα να αερίζεται καλά. Εξωτερικοί χώροι Το ξύλο δεν θα πρέπει να έρχεται σε επαφή με το έδαφος, ενώ όπου απαιτείται κάτι τέτοιο, θα πρέπει να υπάρχουν μεταλλικές βάσεις. Να επιλέγονται είδη ξυλείας που παρουσιάζουν ανθεκτικότητα στους μύκητες (π.χ. δρυς). Οι ξύλινες κατασκευές θα πρέπει να μην υπόκειται σε μεγάλες φορτίσεις διότι αυτές μπορούν να οδηγήσουν σε ρωγμές, εντός των οποίων εισδύει η υγρασία με αποτέλεσμα να γίνονται ευάλωτες σε μύκητες. 103 Τα ξύλινα δομικά στοιχεία θα πρέπει κατά το δυνατόν να προστατεύονται από τη βροχή με στέγαστρα και να αερίζονται από όλες τις πλευρές ώστε οι εσωτερικές επιφάνειες να στεγνώνουν γρήγορα. Ορισμένα είδη ξυλείας είναι αρκετά ανθεκτικά και δεν απαιτούν κατά κανόνα περαιτέρω ξυλοπροστασία. Πρόκειται για ξυλεία Κλάσης Ι και Κλάσης ΙΙ, με βάση ένα σύστημα ταξινόμησης που χρησιμοποιείται διεθνώς. Κλάση ανθεκτικότητας Νότια και Κεντρική Β. Αμερική, Σιβηρία, Αμερική, Αφρική Ευρώπη Αυστραλία Ασία Ι azobé, bangkiria ΙΙ merbau ΙΙΙ σκούρο meranti IV okoumé πεύκο Carolina πεύκο, ερυθρελάτη, πευκοσανίδα V ramin - οξυά, λεύκα iroko, jarrah - σεκόγια, κόκκινος ακακία, κέδρος, karri δρυς κόκκινο καστανιά, πεύκο Oregon, πευκοσανίδα, αγριόπευκο, αγριόπευκο, κερασιά, πευκοσανίδα έλατο Προϊόντα ξύλου Τα προϊόντα ξύλου είναι σύνθετα υλικά αποτελούμενα από ίνες ξύλου, καπλαμάδες κ.λπ. και συγκολλητικές ουσίες (φυσικές ή συνθετικές ρητίνες, αλλά και ανόργανα υλικά όπως γύψος ή τσιμέντο). Τα πιο γνωστά προϊόντα ξύλου είναι το κόντρα πλακέ, οι μοριοσανίδες (νοβοπάν), οι ινοσανίδες (όπως το MDF) και οι μελαμίνες. Από περιβαλλοντική άποψη, εκείνο που χρήζει προσοχής είναι οι συγκολλητικές ουσίες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή του κάθε προϊόντος. Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη ουσία είναι η ουρία-φορμαλδεΰδη (UF). Άλλες ουσίες που περιέχουν φορμαλδεΰδη είναι φαινολικές (PF) και μελαμινικές (MF) ρητίνες. Με την πάροδο του χρόνου, η φορμαλδεΰδη εκλύεται στο περιβάλλον και μπορεί να είναι υπεύθυνη για μια σειρά από προβλήματα υγείας, όπως αναπνευστική δυσχέρεια, κινητική αταξία και δερματίτιδες, ενώ θα πρέπει να σημειώσουμε πως η φορμαλδεΰδη έχει ταξινομηθεί και ως πιθανώς καρκινογόνος για τον άνθρωπο. 104 Στην αγορά υπάρχουν γενικά δύο τύποι μοριοσανίδων και ινοσανίδων, ανάλογα με τις εκπομπές φορμαλδεΰδης: Μοριοσανίδες και ινοσανίδες κλάσης Ε1 (χαμηλής εκπομπής φορμαλδεΰδης), και Μοριοσανίδες και ινοσανίδες κλάσης Ε2 με υψηλότερες εκπομπές φορμαλδεΰδης. Είναι σαφές ότι θα πρέπει να προτιμάται η πρώτη κατηγορία. Βέβαια, στη διεθνή αγορά μπορεί να βρει κανείς προϊόντα ξύλου με σχεδόν μηδενικές εκπομπές φορμαλδεΰδης και οι καταναλωτές θα πρέπει να πιέζουν τις εταιρίες να στραφούν προς αυτή την κατεύθυνση. Εναλλακτικά των προϊόντων φορμαλδεΰδης χρησιμοποιούνται συχνά ισοκυανυούχες ρητίνες. Οι ρητίνες αυτές έχουν το πλεονέκτημα ότι εξατμίζονται λιγότερο από τις αντίστοιχες της φορμαλδεΰδης, αλλά είναι και αυτές επικίνδυνες, κυρίως όταν καούν οπότε παράγεται, μεταξύ άλλων, και τοξικό υδροκυάνιο. Σε προϊόντα ξυλείας εσωτερικών χώρων μπορούν να χρησιμοποιηθούν ακόμη φυσικά συγκολλητικά από σόγια, καζεϊνη, ζωικά προϊόντα κ.λπ. 105 ΘΕΣΜΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΚΑΙ ΚΙΝΗΤΡΑ Η αλλαγή του σημερινού καθεστώτος στη δόμηση που χαρακτηρίζεται από σπατάλη ενέργειας και πρώτων υλών, κακές συνθήκες στο εσωτερικό των χώρων και μεγάλα λειτουργικά κόστη, δεν είναι μόνον υπόθεση της αγοράς (που πρέπει να τολμήσει) ή των χρηστών/καταναλωτών (που πρέπει να απαλλαγούν από τα στερεότυπα του παρελθόντος). Είναι επίσης υπόθεση του κράτους και των διεθνών οργανισμών που πρέπει να διαμορφώσουν ένα ευνοϊκό θεσμικό περιβάλλον, να δώσουν κίνητρα και να επιβάλλουν την ποιότητα ως συστατικό στοιχείο των κατασκευών. Στη συνέχεια, περιγράφουμε την υπάρχουσα κατάσταση αλλά και τις δυνατότητες που έρχονται …από το μέλλον. Η Agenda 21 για την αειφόρο δόμηση Τα Ηνωμένα Έθνη, έχοντας υπόψη την ανάγκη για μια διεθνή και συντονισμένη αντιμετώπιση των προβλημάτων που σχετίζονται με τις κατασκευές, υιοθέτησαν το 1998 την ‘Agenda 21 για την αειφόρο δόμηση’. Η Agenda 21 αποτέλεσε το βασικό πλαίσιο για την ανάληψη συγκεκριμένων δράσεων σε διεθνές, υπερ-τοπικό και τοπικό επίπεδο. Οι 3 βασικές επιδιώξεις της Agenda 21 για την αειφόρο δόμηση είναι: 1. να δημιουργήσει ένα διεθνές πλαίσιο και την αντίστοιχη ορολογία που θα αξιοποιήσει και θα συντονίσει τα εθνικά, περιφερειακά και τοπικά προγράμματα, 2. να συντονίσει τους σχετικούς φορείς και οργανισμούς στην κατεύθυνση των δράσεων προς μια αειφόρο και καινοτόμο δόμηση, και 3. να αποτελέσει ένα κείμενο βάσης για τον καθορισμό ερευνητικών και επιδεικτικών δράσεων για τις κατασκευές Στο ευρωπαϊκό επίπεδο, το 1990 η Ευρωπαϊκή Επιτροπή παρουσίασε την ‘Πράσινη Βίβλο για το αστικό περιβάλλον’, μια επισκόπηση των προκλήσεων που αντιμετωπίζει ο δομημένος χώρος και προέβαλε για πρώτη φορά την ανάγκη συντονισμένων δράσεων από τα κράτη - μέλη. Μετά από πολλές διαβουλεύσεις ακολούθησε το 1998 η ανακοίνωση ‘Αειφόρος αστική ανάπτυξη στην Ευρωπαϊκή Ένωση: πλαίσιο δράσης’, που συνδέει τη γενικότερη προσέγγιση της ειφόρου ανάπτυξης με τις βασικές αρχές της Agenda 21 και βάζει μια σειρά από πολιτικούς στόχους για τη βελτίωση του αστικού περιβάλλοντος. Σύμφωνα με την Agenda 21, αειφόρος δόμηση είναι μια διαδικασία κατά την οποία όλοι οι εμπλεκόμενοι παράγοντες (ιδιοκτήτες οικοπέδων, χρηματοδότες, μηχανικοί, αρχιτέκτονες, κατασκευαστές, προμηθευτές υλικών, αρμόδιες για την έκδοση αδειών αρχές) συνδυάζουν τις λειτουργικές, οικονομικές, περιβαλλοντικές και ποιοτικές παραμέτρους για την ανέγερση και την ανακαίνιση κτιρίων και δομημένου περιβάλλοντος τα οποία: 106 Είναι ελκυστικά, ανθεκτικά, λειτουργικά, προσιτά και προσφέρουν άνετες και υγιεινές συνθήκες διαβίωσης και χρήσης, προάγοντας την ευημερία όλων όσων διαβιούν ή κυκλοφορούν σ’ αυτά, Εναι αποδοτικά ως προς τους πόρους, ειδικότερα την ενέργεια, τα υλικά και το νερό, διευκολύνουν τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και απαιτούν ελάχιστη εξωτερική ενέργεια για να λειτουργήσουν, αξιοποιούν κατάλληλα τα όμβρια και τα υπόγεια ύδατα, αντιμετωπίζουν σωστά τα υγρά απόβλητα και χρησιμοποιούν υλικά που είναι φιλικά προς το περιβάλλον, μπορούν να ανακυκλωθούν εύκολα ή να επαναχρησιμοποιηθούν, δεν περιέχουν επικίνδυνες ουσίες και επιδέχονται ακίνδυνη τελική διάθεση, Σέβονται τον περίγυρο και την τοπική πολιτιστική και άλλη κληρονομιά, διατίθενται σε ανταγωνιστικές τιμές, ιδίως εάν ληφθούν υπόψη πιο μακροπρόθεσμες παράμετροι, όπως οι δαπάνες συντήρησης, η ανθεκτικότητα και οι τιμές μεταπώλησης. Άποψη ενεργειακά αποδοτικών κτιρίων στο Πανεπιστήμιο του Νόττινγκχαμ. Η ηλεκτρική ενέργεια παρέχεται από φωτοβολταϊκά στην οροφή. Copyright: Ove Arup and Partners Tα μακροχρόνια οφέλη της αειφόρου δόμησης, όπως η μικρότερη συντήρηση και το χαμηλότερο κόστος λειτουργίας, το καλύτερο επίπεδο διαβίωσης και η υψηλότερη τιμή μεταπώλησης, δεν φαίνονται συνήθως στην αρχή ή στην πρώτη αγορά (κατά μέσο όρο, η λειτουργία ενός κτιρίου κατά τη διάρκεια ζωής του κοστίζει έως 10 φορές περισσότερο από την κατασκευή του). Χρειάζεται επομένως να δοθεί έμφαση σε αυτά τα πιο μακροπρόθεσμα οφέλη, έτσι ώστε αγοραστές, τράπεζες και δανειοδοτικοί οργανισμοί να μπορούν να κάνουν διάκριση μεταξύ κτιρίων που μελετώνται και κατασκευάζονται με τις συνήθεις μεθόδους και 107 εκείνων που μελετώνται και κατασκευάζονται με τεχνικές σύμφωνες με την αρχή της αειφορίας. Το Κοινοτικό κανονιστικό πλαίσιο Η Οδηγία για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων (Οδηγία 2002/91/ΕΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συµβουλίου, της 16ης Δεκεµβρίου 2002, για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων [ΕΕ L 1, 04.1.2003, σ. 65]), επιβάλλει στα νέα κτίρια να πληρούν ορισµένες ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης τις οποίες όμως θα καθορίσει το κάθε κράτος µέλος σύµφωνα µε µια κοινή µεθοδολογία. Τα υπάρχοντα κτίρια άνω των 1.000 τ.µ. τα οποία υποβάλλονται σε µεγάλης έκτασης ανακαίνιση, θα πρέπει επίσης να πληρούν αυτές τις ελάχιστες απαιτήσεις και, όταν κατασκευάζονται, πωλούνται ή µισθώνονται, να εκδίδεται πιστοποιητικό «καλών επιδόσεων». Σημειώνεται ότι οι υποχρεώσεις της οδηγίας αρχίζουν από τις 4.1.2006. Η οδηγία αυτή: Θέτει τις βάσεις για μια κοινή μεθοδολογία για την αξιολόγηση της ενεργειακής συμπεριφοράς των κτιρίων. Θέτει ελάχιστες ενεργειακές απαιτήσεις για τα νέα κτίρια, καθώς και για την ανακατασκευή παλαιών κτιρίων μεγάλης επιφάνειας. Ορίζει την υποχρέωση για ενεργειακή σήμανση των κτιρίων με έμφαση στο δημόσιο τομέα. Επιβάλλει ελέγχους της απόδοσης των καυστήρων και της θερμομόνωσης των κτιρίων. Επιβάλλει στους ιδιοκτήτες μεγάλων ακινήτων (συνολικής επιφάνειας άνω των 1.000 τ.μ.) που ανακατασκευάζουν τα κτίριά τους, την υποχρέωση να προχωρήσουν σε εφαρμογή μέτρων εξοικονόμησης σε περίπτωση που το κόστος της ανακατασκευής ξεπερνά το 25% της αξίας του ακινήτου. Ενθαρρύνει τη χρήση ηλιακών συστημάτων και άλλων εφαρμογών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ), καθώς και την προώθηση της συμπαραγωγής και συστημάτων τηλεθέρμανσης-τηλεψύξης. 108 ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΘΕΣΜΙΚΕΣ ΑΛΛΑΓΕΣ Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει την εξοικονόμηση ενέργειας που θα προέκυπτε αν οι οικοδομικοί κανονισμοί διαφόρων ευρωπαϊκών χωρών ήταν το ίδιο αυστηροί με τον αντίστοιχο της Δανίας (λαμβάνοντας υπ’ όψιν τις κλιματικές διαφοροποιήσεις ανά χώρα). Η εν δυνάμει εξοικονόμηση για την Ελλάδα από μία τροποποίηση επί το αυστηρότερον του ΓΟΚ είναι της τάξης του 40%. Η Επιτροπή υιοθέτησε επίσης σχέδιο οδηγίας [COM(2003)739] για την προώθηση της ενεργειακής απόδοσης της τελικής χρήσης και την παροχή υπηρεσιών στον τομέα της ενέργειας, που μεταξύ άλλων προβλέπει την υποχρέωση των φορέων παροχής ενέργειας όχι απλώς να πωλούν το προϊόν τους, αλλά να βοηθούν τους πελάτες τους να βελτιώσουν την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων, των εκμεταλλεύσεων κτλ. και να ενδιαφέρονται για μια ολοκληρωμένη διαχείριση των ενεργειακών τους αναγκών. Μακροπρόθεσμα, η οδηγία θα αλλάξει ριζικά τον τρόπο διάθεσης της ενέργειας στην αγορά και θα οδηγήσει σε σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας. 109 Η ελληνική πραγματικότητα Με βάση τα αποτελέσματα του προγράμματος του ΥΠΕΧΩΔΕ για την εξοικονόμηση ενέργειας στον οικιακό, εμπορικό και τριτογενή τομέα [‘Ενέργεια 2001’] που ολοκληρώθηκε το 1995, προετοιμάστηκε και εκδόθηκε η υπ' αριθμ. 21475/2707 Κοινή Υπουργική Απόφαση (ΦΕΚ 880/B 19-8-1998) που αφορά τον καθορισμό μέτρων και όρων για την βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων για τον περιορισμό των εκπομπών του διοξειδίου του άνθρακα. Η βασική καινοτομία της κοινής υπουργικής απόφασης είναι η καθιέρωση του Ενεργειακού Πιστοποιητικού Κτιρίων, όπως προβλέπεται και από την οδηγία της Ευρωπαϊκής Κοινότητας 96/76 της 13-9-93. ΔΕΛΤΙΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΤΑΥΤΟΤΗΤΑΣ ΚΤΙΡΙΟΥ ΕΝΤΥΠΟ Α : Αποτελέσματα Μελετών κατά Κ.Ο.Χ.Ε.Ε. ΜΕΡΟΣ Α.7 – Προσωρινή Ενεργειακή Κατάταξη Κτιρίου Κατηγορία Ενεργειακών Απαιτήσεων για Θέρμανση και Ψύξη Χώρων ΘΕΡΜΑΝΣΗ A Β Β Γ ΨΥΞΗ A X kWh/m2 Όριο ΚΟΧΕΕ Β Β Γ Δ Δ E E Y kWh/m2 Όριο ΚΟΧΕΕ ΜΕΡΟΣ Α.8 – Προσωρινή Περιβαλλοντική Κατάταξη Κτιρίου Κατηγορία Περιβαλλοντικής Απόδοσης Κτιρίου 81-100 A 61-80 Β 41-60 Γ Γ Ζ μόρια 21-40 Δ 0-20 E Ο κορμός της νέας αυτής προσπάθειας είναι ο Κανονισμός Oρθολογικής Χρήσης και Εξοικονόμησης Ενέργειας (ΚΟΧΕΕ) ο οποίος επρόκειτο να εκδοθεί σύμφωνα με το Άρθρο 26 του Γενικού Οικοδομικού Κανονισμού (ΓOΚ) και να αντικαταστήσει τον ισχύοντα κανονισμό θερμομόνωσης (ΚΥΑ 21475/4707, ΦΕΚ 880/Β/19.8.1998, ‘Περιορισμός των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα με τον καθορισμό μέτρων και όρων για την βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης κτιρίων’). Ο ΚΟΧΕΕ, το πρώτο σχέδιο του οποίου υπέστη πολλές κριτικές, παραμένει εν υπνώσει εδώ και χρόνια και δεν έχει οριστικοποιηθεί. Εν τω μεταξύ, η κοινοτική νομοθεσία εξελίσσεται, κυρίως όμως αλλάζουν τα δεδομένα της αγοράς. Και δεν 110 πρέπει να ξεχνάμε ότι όταν κτίζουμε ένα κτίριο, αυτό θα παραμείνει ενεργό για τουλάχιστον 50-60 χρόνια. Με άλλα λόγια, οι καθυστερήσεις και οι λάθος επιλογές που κάνουμε σήμερα, θα επηρεάσουν αρνητικά τις δύο επόμενες γενιές. Και αυτό υποτίθεται ότι είναι πρωτίστως το αίτημα της αειφορίας: να αφήσουμε ένα βιώσιμο περιβάλλον στις μελλοντικές γενιές. Προφανώς, το αίτημα της αειφορίας στον κατασκευαστικό κλάδο στη χώρα μας παραμένει ένα ζητούμενο. Και για ακόμη μια φορά, απαιτείται πολιτική τόλμη και δράση. 111 ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ ΚΤΙΡΙΩΝ Η ανάγκη για ένα αντικειμενικό σύστημα αξιολόγησης των παρεμβάσεων στα κτίρια σε συνδυασμό με την ανάπτυξη της αντίστοιχης μεθοδολογίας, έχει φέρει την περιβαλλοντική βαθμονόμηση των κτιρίων και των κτιριακών συνόλων στο προσκήνιο. Τα διάφορα σχήματα, που αντανακλούν σε σημαντικό βαθμό τις ανάγκες των τοπικών αγορών, της τεχνολογίας και των αντιλήψεων για την οικολογική δόμηση, έχουν ένα κοινό χαρακτηριστικό: πηγαίνουν πολύ μακρύτερα από την απλή ενεργειακή πιστοποίηση και σήμανση που ήδη εφαρμόζονται σε αρκετές χώρες. Η περιβαλλοντική βαθμονόμηση των κτιρίων εξετάζει - με βάση μια σειρά από όσο το δυνατόν αντικειμενικά, επιβεβαιώσιμα και συγκρίσιμα μεταξύ τους κριτήρια και στοιχεία παράγοντες όπως η επιλογή του οικοπέδου, η διαχείριση των οικοδομικών αποβλήτων, η χρήση των πρώτων υλών, η ενεργειακή συμπεριφορά των κατασκευών, η ποιότητα του φωτισμού και του εσωτερικού αέρα, η χρήση του νερού, η ποιότητα των υλικών και η εν γένει επίδραση των κατασκευών στο τοπικό και ευρύτερο περιβάλλον. Τα κριτήρια αυτά αξιολογούνται και το κτίριο (ή το οικιστικό σύνολο) βαθμολογείται με τις διαβαθμίσεις που προβλέπει η αντίστοιχη κλίμακα. Προς το παρόν δεν υπάρχει ένα σύστημα περιβαλλοντικής βαθμονόμησης κτιρίων κοινά αποδεκτό απ’ όλες τις χώρες. Τα υπάρχοντα σχήματα έχουν συνήθως εθνική εμβέλεια και εθελοντικό χαρακτήρα. Το πρώτο διακρατικό σύστημα ελπίζεται να δημιουργηθεί σύντομα στην Ευρωπαϊκή Ένωση και το ζήτημα απασχολεί ήδη την Επιτροπή. Το πιο διαδεδομένο εργαλείο για την περιβαλλοντική βαθμονόμηση των κτιρίων είναι αυτό που εδώ και χρόνια εφαρμόζεται με επιτυχία στις ΗΠΑ και έχει υιοθετηθεί από τις Πολιτειακές και Ομοσπονδιακές αρχές της χώρας. Πρόκειται για το σύστημα LEED (Leadership in Energy and Environmental Design). Το LEED, που αφορά τα νέα κτίρια και τις σοβαρές ανακαινίσεις, αναπτύχθηκε το 2000 από το US Green Building Council. Έχει ήδη εφαρμοστεί σε ποσοστό που ξεπερνάει το 12% των νέων κτιρίων δημοσίου χαρακτήρα στις ΗΠΑ και το κύρος του θεωρείται πλέον δεδομένο. Το σύστημα LEED, κατατάσσει τα κτίρια (και εν γένει τα κτιριοδομικά σύνολα) που ξεφεύγουν από τον συμβατικό (και εν πολλοίς υποχρεωτικό) τρόπο κατασκευής, σε 4 κατηγορίες: 112 Κατηγορία 1: Κατηγορία 2: Κατηγορία 3: Κατηγορία 4: Πιστοποιημένα ως φιλικά προς το περιβάλλον (26-32 βαθμοί) Κτίρια με αργυρή διάκριση (33-38 βαθμοί) Κτίρια με χρυσή διάκριση (39-51 βαθμοί) Κτίρια με πλατινένια διάκριση (52-69 βαθμοί) Τα κριτήρια με βάση τα οποία βαθμολογείται ένα κτίριο, καθώς και αντίστοιχη βαθμολογία, φαίνονται στον αναλυτικό πίνακα που ακολουθεί. Μέγιστη δυνατή βαθμολογία Κατηγορία Χωροθέτηση 1 Επιλογή χώρου – αποφυγή περιβαλλοντικά ευαίσθητου χώρου 1 2 Επανάχρηση αστικού χώρου – επιλογή πυκνοδομημένης περιοχής 1 3 Δόμηση σε ρυπασμένη περιοχή (η οποία έχει υποστεί ανάπλαση και 1 καθαρισμό) 4 Πρόσβαση του οικοπέδου με εναλλακτικά μέσα μεταφοράς 5 Ελαχιστοποίηση παρεμβάσεων στο οικόπεδο (προστασία ελεύθερων 2 χώρων) 6 Διαχείριση ομβρίων και αποφυγή διάβρωσης 7 Παρεμβάσεις στον περιβάλλοντα χώρο για μείωση των επιπτώσεων 2 της αστικής νησίδας θερμότητας 8 Μελέτη τεχνητού φωτισμού για μείωση της φωτορύπανσης 4 2 1 Εξοικονόμηση νερού 1 Διαρρύθμιση ελεύθερων χώρων για μέγιστη εξοικονόμηση νερού 2 2 Καινοτόμες τεχνολογίες διαχείρισης νερού και λυμάτων (μείωση 1 >50% του πόσιμου νερού που χρησιμοποιείται σε τουαλέτες) 3 Εξοικονόμηση νερού (άλλα μέτρα) 2 Ενέργεια και ατμόσφαιρα 1 Βελτιστοποίηση ενεργειακής συμπεριφοράς κτιρίων 10 2 Χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας 3 3 Διαδικασία παραλαβής συστημάτων – Commissioning 1 4 Αποφυγή ουσιών που καταστρέφουν το στρατοσφαιρικό όζον 1 5 Μετρητικές διατάξεις για μια σειρά από συστήματα χρησιμοποιούνται στο χώρο (φωτισμό, λέβητες, ψύκτες, κ.λπ) 6 Χρήση πράσινης ενέργειας (τουλάχιστον διετές συμβόλαιο για 1 παροχή πράσινης ενέργειας από το δίκτυο) που 1 Υλικά και φυσικοί πόροι 113 1 Επαναχρησιμοποίηση κτιρίων 3 2 Διαχείριση οικοδομικών αποβλήτων 2 3 Επαναχρησιμοποίηση υλικών 2 4 Χρήση προϊόντων με σημαντικό ποσοστό ανακυκλωμένων υλικών 2 5 Χρήση υλικών και προϊόντων από την τοπική αγορά 2 6 Χρήση υλικών που ανανεώνονται σε σύντομο χρονικό διάστημα 1 7 Χρήση προϊόντων ξύλου από πιστοποιημένη αειφορική ξυλεία 1 Ποιότητα εσωτερικού αέρα 1 Συνεχής καταγραφή επιπέδων διοξειδίου του άνθρακα 1 2 Βελτιστοποίηση φυσικού αερισμού 1 3 Ελαχιστοποίηση των επιπτώσεων στην ποιότητα του εσωτερικού 2 αέρα παρακείμενων κτιρίων κατά τη φάση της κατασκευής 4 Χρήση υλικών με χαμηλές εκπομπές 4 5 Συστήματα κατακράτησης και ελέγχου ρύπων εσωτερικού χώρου 1 6 Δυνατότητα ελέγχου των διαφόρων συστημάτων από τους χρήστες 2 7 Θερμική άνεση 2 8 Βελτιστοποίηση φυσικού φωτισμού (παράγοντας φυσικού φωτισμού 2 >2%) Καινοτομία 1 Βαθμοί καινοτομίας (ορίζονται αναλυτικά στη μεθοδολογία LEED) 4 2 Βαθμονόμηση από πιστοποιημένους ελεγκτές 1 ΣΥΝΟΛΟ 69 Κατάταξη με βάση το σύστημα LEED Ένα άλλο γνωστό σύστημα βαθμονόμησης που χρησιμοποιείται ευρύτατα, είναι το EcoHomes, το οποίο έχει αναπτυχθεί από το Building Research Establishment (BRE) της Βρετανίας, ενώ όπως αναφέραμε, σύντομα θα υπάρξει και μία κοινή ευρωπαϊκή μεθοδολογία. 114 115 ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕ ΚΤΙΡΙΑ Στην Ελλάδα, η αγορά υπηρεσιών ενέργειας είναι σχετικώς νέα. Οι εταιρίες παροχής υπηρεσιών ενέργειας (ΕΠΥΕ-ESCOs) κατ’ αρχήν επικεντρώθηκαν σε ενεργειακές επενδύσεις εξοικονόμησης και αποδοτικότητας ενέργειας, και αργότερα επεκτάθηκαν στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, ιδιαίτερα από ανανεώσιμες πηγές και από μονάδες συμπαραγωγής. Οι ESCOs είναι κατά κανόνα ιδιωτικοί φορείς, ειδικευμένοι στην παροχή του συνόλου των υπηρεσιών ενέργειας σε πελάτες–χρήστες που κατέχουν ή λειτουργούν εγκαταστάσεις, όπως π.χ. συγκροτήματα κτιρίων. Μία ESCO παρέχει ένα πακέτο υπηρεσιών που μπορεί να καλύπτει ένα ευρύ φάσμα, όπως: - Μελέτη βιωσιμότητας Κατάρτιση ενεργειακής πρότασης-σχεδίου Σχεδιασμό έργου Διασφάλιση χρηματοδότησης Διοίκηση έργου κατασκευής Προμήθεια και εγκατάσταση εξοπλισμού Διαχείριση ενεργειακού έργου Εγγυήσεις απόδοσης έργου Έλεγχο και παρακολούθηση απόδοσης έργου Λειτουργία έργου Συντήρηση και εκσυγχρονισμό ενεργειακών εγκαταστάσεων Εκπαίδευση και μεταφορά τεχνογνωσίας Διοικητικές υπηρεσίες Χρηματοδότηση από Τρίτους (ΧΑΤ-TPF) και χρηματοδοτικά εργαλεία Η Χρηματοδότηση από Τρίτους (ΧΑΤ-TPF) αποτελεί μία από τις βασικές υπηρεσίες που μπορεί να παρέχει μία ESCO. Ο μηχανισμός ΧΑΤ αποτελεί εναλλακτικό τρόπο χρηματοδότησης ενεργειακών επενδύσεων βασισμένο στο μοντέλο του ‘project finance’. Το σύστημα ΧΑΤ στον ενεργειακό τομέα, συνιστά μία “ιδιότυπη μικτή σύμβαση παραχώρησης ιδιωτικού δικαίου”, με αυτοχρηματοδότηση (ολική ή μερική) ιδιωτικών έργων στο πεδίο των ενεργειακών επενδύσεων. Οι βασικοί συντελεστές σ’ ένα σχήμα ΧΑΤ είναι κατ’ αρχήν ο Φορέας ΧΑΤ (ESCO, κλπ.), οι χρηματοδότες και οι προμηθευτές του εξοπλισμού. Η χρηματοδότηση μπορεί να προέρχεται εξ’ ολοκλήρου από τον Φορέα ΧΑΤ 116 (ίδια κεφάλαια ή κεφάλαια από διάφορους χρηματοπιστωτικούς οργανισμούς, όπως τράπεζες, venture capitals κ.λπ.) ή να γίνεται σε συνδυασμό με τυχόν κεφάλαια που διαθέτει ο πελάτηςχρήστης. Βεβαίως, στη φάση υλοποίησης-λειτουργίας εμπλέκονται και άλλα μέρη, όπως σύμβουλοι-μηχανικοί, κατασκευαστές, ασφαλιστικές εταιρίες, εταιρίες Χρηματοδοτικής Μίσθωσης (Leasing) για την προμήθεια του ενεργειακού εξοπλισμού κλπ. Στις ΗΠΑ, ο πλέον συνήθης τύπος έργου ΧΑΤ είναι εκείνος της ‘εγγυημένης απόδοσης’, όπου η μεν ESCO αναλαμβάνει να οργανώσει το χρηματοδοτικό σχήμα του έργου, πλην όμως ο πελάτης–χρήστης δανείζεται απευθείας τα κεφάλαια και είναι ταυτόχρονα υπόχρεος για την αποπληρωμή τους. Εξυπακούεται ότι ο πελάτης κάνει κάτι τέτοιο βασιζόμενος στην εγγύηση της ESCO, η οποία αναλαμβάνει το ρίσκο της απόδοσης, και σύμφωνα με την οποία το προσδοκόμενο όφελος θα υπερκαλύπτει την αποπληρωμή του χρέους. Παράλληλα, εμπλέκεται αμεσότερα στην επιτυχή έκβαση του εγχειρήματος και ο ‘τρίτος χρηματοδότης’, που κατ’ ουσίαν επωμίζεται το ρίσκο της φερεγγυότητας του πελάτη. Το σχήμα αυτό προϋποθέτει τραπεζικά ιδρύματα με εξειδίκευση και ικανότητα σε τεχνική και οικονομική ανάλυση έργων. Στην Ευρώπη αντίθετα, έχει επικρατήσει ο τύπος της ‘εξοικονόμησης από κοινού’, στον οποίο η ESCO χρηματοδοτεί την επένδυση είτε από δικά της κεφάλαια είτε από τρίτους χρηματοδοτικούς φορείς. Στο σχήμα αυτό, η ESCO αναλαμβάνει και τα δύο ρίσκα, δηλαδή τόσο της επένδυσης όσο και του πελάτη, και γι’ αυτό το ποσοστό του οφέλους που αποδίδεται σ’ αυτήν είναι υψηλότερο από ότι στον πρώτο τύπο έργου. Ιδιαίτερη πρακτική σημασία διαδραματίζει εν προκειμένω και η ‘λογιστική απεικόνιση’ του κάθε τύπου έργου, δηλαδή ενώ στον πρώτο ο πελάτης εμφανίζει το χρέος και υποχρεούται στην αποπληρωμή του, στο δεύτερο ο πελάτης δεν αναλαμβάνει το σύνολο του χρέους παρά μόνο την υποχρέωση απόδοσης στην ESCO του μεριδίου της από το ενεργειακό όφελος (το οποίο και έχει εγγυηθεί, άλλως δεν λαμβάνει τίποτε). Η απευθείας κεφαλαιακή συμμετοχή (μετοχική – equity contribution) δεν είναι συνήθης πρακτική στην αγορά για τις ESCO. Δεν δρουν δηλαδή κατά κανόνα ως εταιρίες venture capital. Η χρηματοδότηση στην περίπτωση των έργων ‘εγγυημένης απόδοσης’ γίνεται βασικά με δανεισμό και μίσθωση εξοπλισμού. Στην περίπτωση της ‘εξοικονόμησης από κοινού’, η ESCO χρηματοδοτεί το έργο χρησιμοποιώντας συνδυασμούς πολλαπλών πηγών κεφαλαίων, όπως τραπεζικά και επενδυτικά κεφάλαια, χρηματοδοτικές μισθώσεις εξοπλισμού, κοινοπρακτικά δάνεια κ.λπ. Κατά κανόνα πρόκειται για χρηματοδότηση της οποίας η διασφάλιση αποπληρωμής βασίζεται στη βιωσιμότητα και στα θεμελιώδη στοιχεία του ίδιου του έργου. 117 Τα πλεονεκτήματα της ΧΑΤ για το χρήστη είναι σημαντικά και συνοψίζονται κυρίως στα εξής: Δεν απαιτείται κεφάλαιο εκ μέρους του χρήστη, δεδομένου ότι η επένδυση χρηματοδοτείται από το Φορέα ΧΑΤ. Ο χρήστης μπορεί να αξιοποιήσει τα διαθέσιμα κεφάλαιά του σε άλλες δραστηριότητες ή για επέκταση του κύκλου εργασιών του. Βελτιώνεται η χρηματοοικονομική εικόνα του χρήστη και ειδικότερα η σχέση ιδίων κεφαλαίων προς ξένα, με αποτέλεσμα την αύξηση της πιστοληπτικής του ικανότητας, ενώ παράλληλα αποφεύγεται η επιβάρυνση του ισολογισμού με επιπρόσθετα πάγια και ουσιαστικά επιτυγχάνεται εξισορρόπηση στη σχέση κρίσιμων μεγεθών του ισολογισμού της επιχείρησης π.χ. υποχρεώσεις προς τράπεζες (μειούμενες), χρεωστικοί τόκοι (μειούμενοι), κ.λπ. Στο τέλος της σύμβασης ΧΑΤ ο εξοπλισμός περιέρχεται στο χρήστη, χωρίς επιπλέον επιβάρυνση. Ο κίνδυνος της επένδυσης μετατίθεται και αναλαμβάνεται από το Φορέα ΧΑΤ. Βελτιώνεται η ανταγωνιστικότητα της επιχείρησης. Παρέχεται εγγύηση του ποσοστού εξοικονόμησης ενέργειας καθώς και διασφάλιση του βαθμού διαθεσιμότητος του σταθμού συμπαραγωγής ή παραγωγής ηλεκτρικής-θερμικής ενέργειας, και αντίστοιχη συνάρτηση του οικονομικού ανταλλάγματος του Φορέα ΧΑΤ από το βαθμό εκπλήρωσης των εγγυήσεων αυτών. Εδώ και αρκετά χρόνια στις ΗΠΑ αλλά και σε πολλές ευρωπαϊκές χώρες (Βέλγιο, Βρετανία, Γαλλία, Γερμανία, Ισπανία, Πορτογαλία, κ.λπ.), λειτουργούν εταιρίες παροχής ενεργειακών υπηρεσιών ως αυτοτελείς φορείς παροχής υπηρεσιών ΧΑΤ και πραγματοποιούν ενεργειακές επενδύσεις σε έργα εξοικονόμησης ενέργειας, υποκατάστασης καυσίμων, ενεργειακής απόδοσης, συμπαραγωγής, παραγωγής ηλεκτρικής-θερμικής ενέργειας από συμβατικά καύσιμα, ΑΠΕ, κλπ. Τέτοιου είδους ρυθμίσεις προωθούνται και στην Ελλάδα, αν και με σημαντική καθυστέρηση. Σκοπός των ρυθμίσεων, είναι η συμμόρφωση με τις κοινοτικές οδηγίες για την εισαγωγή στη χώρα μας του θεσμού ΧΑΤ στον τομέα των ενεργειακών επενδύσεων, καθώς και η άρση αντικινήτρων και νομικών κωλυμάτων που υφίστανται στο υπάρχον δίκαιο και που θα δρούσαν κατά τεκμήριο αποτρεπτικά στην υιοθέτησή του από τον επιχειρηματικό κόσμο. Παράλληλα, η εισαγωγή της ΧΑΤ εντάσσεται αρμονικά στο θεσμικό πλαίσιο για την απελευθέρωση της ηλεκτρικής ενέργειας, ώστε να λειτουργήσει ομαλά και με ασφάλεια η αγορά και μάλιστα υπό την εποπτεία των θεσμοθετημένων οργάνων. Ο θεσμός ΧΑΤ προβλέπεται, λόγω της ευελιξίας του, να λειτουργήσει ως εναλλακτικός (ως προς τις δημόσιες ενισχύσεις που παρέχονται από τα Κοινοτικά Πλαίσια Στήριξης και τον αναπτυξιακό νόμο) μηχανισμός χρηματοδότησης για την εκτέλεση 118 ενεργειακών επενδύσεων με κινητοποίηση ιδιωτικών κεφαλαίων, απευθυνόμενος ιδιαίτερα στη μικρή συμπαραγωγή και σε επενδύσεις μεσαίας κλίμακας. Στοχεύει ακόμη στην ενθάρρυνση των επενδύσεων εξοικονόμησης ενέργειας, στην προώθηση έργων που αφορούν την αναβάθμιση ή εγκατάσταση νέου παραγωγικού–ενεργειακού εξοπλισμού, στην εφαρμογή καθαρών τεχνολογιών, και βέβαια στην ανάπτυξη και αξιοποίηση των ΑΠΕ. 119 ΚΥΚΛΟΣ ΕΡΓΟΥ ΧΑΤ Σύλληψη Έργου και προώθηση Τεχνική Περιγραφή Έργου Οικονομοτεχνική Μελέτη Επιλογή ESCO Διαδικασίες προμηθειών Διακήρυξη προεπιλογής Πρόσκληση υποβολής προσφορών Συμβατικά τεύχη και υπογραφή σύμβασης Υλοποίηση - Εγκατάσταση Έργου Δοκιμή – αποδοχή – λειτουργία – εκπαίδευση – συντήρηση Λειτουργία από Χρήστη Τεχνική βοήθεια ESCO Λειτουργία από ESCO Τέλος Σύμβασης ΧΑΤ Ανάκτηση επένδυσης και οφέλους Περιέλευση Έργου στο Χρήστη Αποχώρηση ESCO 120 ΠΟΛΙΤΙΚΕΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΤΗΣ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗΣ ΔΟΜΗΣΗΣ Τα θεσμικά μέτρα και τα οικονομικά κίνητρα που μπορούν να δοθούν για την προώθηση της οικολογικής δόμησης και κυρίως για το ενεργειακό σκέλος των κατασκευών, είναι πολλά και ποικίλα. Σε γενικές γραμμές μπορούμε να κατατάξουμε τις πολιτικές ενίσχυσης σε ‘κανονιστικές’ και ‘εθελοντικές’, όπως φαίνεται και στον σχετικό πίνακα που ακολουθεί και συνοψίζει τις διάφορες στρατηγικές ενίσχυσης. 121 ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΜΕΤΡΩΝ ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟΝ ΚΤΙΡΙΑΚΟ ΤΟΜΕΑ ΑΜΕΣΕΣ ΕΜΜΕΣΕΣ Ενίσχυση επένδυσης που αποφέρει εξοικονόμηση ενέργειας ή κάνει χρήση ΑΠΕ. Η ενίσχυση αυτή γίνεται με επιδοτήσεις της αγοράς και εγκατάστασης των συστημάτων, φοροαπαλλαγές και φοροελαφρύνσεις (π.χ. έκπτωση από το φορολογητέο εισόδημα, μείωση Φόρου Ακίνητης Περιουσίας, μείωση δημοτικών τελών για ενεργειακά αποδοτικά κτίρια, θέσπιση χαμηλότερου ΦΠΑ για συστήματα, προϊόντα και υπηρεσίες εξοικονόμησης ενέργειας και ΑΠΕ). Περιβαλλοντικοί φόροι. Επιδότηση παραγόμενης ‘πράσινης’ ενέργειας. ΚΑΝΟΝΙΣΤΙΚΕΣ Υποχρέωση εφαρμογής συγκεκριμένων τεχνολογιών (π.χ. υποχρεωτική χρήση ηλιακού θερμοσίφωνα σε νεοανεγειρόμενα κτίρια). Πολιτική προμηθειών του Δημοσίου που ενισχύει συστήματα, προϊόντα και υπηρεσίες εξοικονόμησης ενέργειας και ΑΠΕ. Σήμανση κτιρίων και συσκευών. Επιδεικτικά προγράμματα. Ελάχιστες απαιτήσεις ενεργειακής απόδοσης για κτίρια και συσκευές. Εμπορεύσιμα πράσινα πιστοποιητικά εξοικονόμησης ενέργειας. για εφαρμογές ΑΠΕ και Εθελοντικές συμφωνίες. ΕΘΕΛΟΝΤΙΚΕΣ Προώθηση μέτρων διαχείρισης της ζήτησης και διευκόλυνση της αποπληρωμής ενεργειακών επενδύσεων (π.χ. λαμπτήρες χαμηλής κατανάλωσης, ηλιακοί θερμοσίφωνες, ανεμιστήρες οροφής, σκίαστρα, Επιβράβευση πρακτικών. βέλτιστων 122 κ.λπ) μέσω των λογαριασμών κοινωφελών οργανισμών. Πράσινη τιμολόγηση παρεχόμενων ενεργειακών υπηρεσιών. Προγράμματα οικειοθελούς ενίσχυσης επιδεικτικών προγραμμάτων (π.χ. χρηματοδότηση Ηλιακών Σχολείων από πρωτοβουλίες πολιτών). 123 Αξίζει πάντως να αναφέρουμε κάποια χαρακτηριστικά παραδείγματα ρυθμίσεων και κινήτρων που πέτυχαν στην πράξη και αποτελούν παράδειγμα προς μίμηση. Το μοντέλο της Βαρκελώνης Η πόλη της Βαρκελώνης ξεκίνησε το 2000 ένα πρωτοποριακό πρόγραμμα για την προώθηση των ηλιοθερμικών συστημάτων σε κτίρια. Συγκεκριμένα, οι τοπικές αρχές έκαναν υποχρεωτική την εγκατάσταση ηλιακών συστημάτων για παροχή ζεστού νερού χρήσης (ώστε να καλύπτουν τουλάχιστον το 60% των αναγκών) σε νέους οικισμούς με πάνω από 14 οικιστικές μονάδες, καθώς και σε νοσοκομεία, σχολεία, εμπορικά κέντρα και ξενοδοχεία. Η μη συμμόρφωση των κατασκευαστών με αυτή τη ρύθμιση συνεπάγεται πρόστιμα που φτάνουν έως και τα 3 εκατ. ευρώ. Η επιτυχία του εγχειρήματος ήταν τόσο μεγάλη και εμφανής, ώστε σύντομα ακολούθησαν δεκάδες άλλες ισπανικές πόλεις (Μαδρίτη, Σεβίλλη, Μπούργκος, κ.λπ). Βέβαια, πίσω από την υποχρέωση κρύβονται και κίνητρα ώστε οι κατασκευαστές να αγκαλιάσουν τελικά το μέτρο. Τα κίνητρα αυτά έχουν τη μορφή άτοκων δανείων για εγκατάσταση ηλιακών ή και άμεσων επιδοτήσεων με βάση την εγκατεστημένη επιφάνεια των συλλεκτών. Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει τα μέτρα που ισχύουν σε διάφορες χώρες για την ενίσχυση των ηλιοθερμικών συστημάτων στον κτιριακό τομέα. ΠΟΛΙΤΙΚΕΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΤΩΝ ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ (ο πίνακας περιγράφει την κατάσταση για το 2004) Χώρα Στόχος Κίνητρα ΕΥΡΩΠΗ Φοροαπαλλαγές σε εθνικό επίπεδο (επενδύσεις αξίας μέχρι 2.920 € εκπίπτουν από το φόρο εισοδήματος). Αυστρία Διαφορετικοί τρόποι ενίσχυσης ανά περιφέρεια (π.χ. 1.100 € ανά σύστημα συν 100-140 € ανά m2 στην Άνω Αυστρία). Χαμηλός ΦΠΑ (5%) Βρετανία Γαλλία Γερμανία 1.000.000 τ.μ. ετήσια εγκατάσταση ηλιοσυλλεκτών μέχρι το 2010 10.000.000 τ.μ. Κυμαινόμενος ΦΠΑ (από 5,5% έως 19,6%) Επιδότηση αγοράς και εγκατάστασης (1.280-2.100 €/σύστημα). Επιδότηση 125 €/τ.μ. 124 Ελλάδα Ισπανία εγκατεστημένοι ηλιοσυλλέκτες μέχρι το 2015 35% του ζεστού νερού στον οικιακό τομέα (Εθνικό Σχέδιο Δράσης για την Κλιματική Αλλαγή) Επιχορήγηση 30-40% της επένδυσης, αλλά μόνο για εφαρμογές μεγάλης κλίμακας. συνολικής εμπορικές Καμία ενίσχυση στον οικιακό τομέα. Υποχρεωτική εγκατάσταση σε νέες κατοικίες 4.500.000 τ.μ. (ισχύει σε δεκάδες πόλεις). εγκατεστημένοι Επιδότηση 210 €/τ.μ. ηλιοσυλλέκτες Διευκολύνσεις στην αγορά (χαμηλότοκα μέχρι το 2010 δάνεια, Χρηματοδότηση από Τρίτους). 3.000.000 τ.μ. εγκατεστημένοι Μείωση του ΦΠΑ από 20% σε 10%. Ιταλία ηλιοσυλλέκτες μέχρι το 2010 Επιδότηση που καλύπτει το 30% περίπου της Ολλανδία αξίας του συστήματος. ΑΛΛΕΣ ΧΩΡΕΣ Επιδότηση 30-50% και χαμηλότοκα δάνεια για μεγάλες εγκαταστάσεις. Ιαπωνία Χαμηλός ΦΠΑ (5%) Ειδικές επιδοτήσεις για νέες τεχνολογίες. Διαφορετικά σχήματα ενίσχυσης ανά επαρχία. Ισραήλ Υποχρεωτική εγκατάσταση σε όλες τις νέες κατοικίες (με ύψος μέχρι 27 μέτρα). Επιδότηση 30% σε νέες τεχνολογίες. Το σύστημα κλιμακωτών επιδοτήσεων του Salzburg Η περιφέρεια του Salzburg στην Αυστρία, εφαρμόζει ένα κλιμακωτό σύστημα επιδοτήσεων για μέτρα εξοικονόμησης και εφαρμογή καθαρών ενεργειακών επιλογών στα κτίρια. Οι πολίτες μπορούν να επιλέξουν να εφαρμόσουν ένα ή περισσότερα μέτρα και αντιστοίχως λαμβάνουν μικρότερες ή μεγαλύτερες επιδοτήσεις. Το ύψος των επιδοτήσεων είναι ανάλογο της εξοικονόμησης που 125 επιτυγχάνεται και του βαθμού διείσδυσης των ΑΠΕ. Για κάθε επιπλέον βήμα προς τη σωστή κατεύθυνση, ο πολίτης επιβραβεύεται με 15 €/m2, όπως φαίνεται και στο σχετικό διάγραμμα. Στρατηγικές ενίσχυσης των φωτοβολταϊκών Σε πολλές χώρες, η προώθηση των φωτοβολταϊκών στον κτιριακό τομέα έγινε έπειτα από κρατικές παρεμβάσεις και ήδη υπάρχει μια σημαντική εμπειρία η οποία μάλιστα μπορεί να αξιολογήσει και τις διάφορες στρατηγικές. Σημαντικότερη απ’ αυτές έχει αποδειχθεί η γενναία επιδότηση της παραγόμενης ηλιακής κιλοβατώρας, όπως μαρτυρά άλλωστε και το πολύ επιτυχημένο γερμανικό παράδειγμα. Στον πίνακα που ακολουθεί φαίνονται οι διάφορες προσεγγίσεις που έχουν κατά καιρούς ακολουθηθεί από κυβερνήσεις και περιφερειακές αρχές για την προώθηση της παραγωγής ηλιακού ηλεκτρισμού στο τοπικό επίπεδο ΠΟΛΙΤΙΚΕΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗΣ ΤΩΝ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΩΝ Υποχρεωτικό ελάχιστο μερίδιο ηλιακού ηλεκτρισμού Υποχρεωτική ποσοστιαία Υψηλότερες συμμετοχή τιμές για φωτοβολταϊκών επιλέγοντες στη συνολική καταναλωτές παραγωγή ηλεκτρισμού Χαμηλότοκα Επιδότηση δάνεια με Επιδότηση Πράσινη Φοροελαφρύνσεις αγοράς εγγύηση του κιλοβατώρας τιμολόγηση δημοσίου % της επένδυσης ή ανά % της επένδυσης κιλοβάτ [kW] % επιτοκίου Ανά + κιλοβατώρα χρόνος [kWh] αποπληρωμής 126 Εθελοντικό πρόγραμμα ενεργειακής σήμανσης κτιρίων στις ΗΠΑ Το πρόγραμμα Energy Star για κτίρια ξεκίνησε στις ΗΠΑ το 1995. Πρόκειται για ένα εθελοντικό πρόγραμμα, το οποίο συντονίζεται από την Αμερικανική Υπηρεσία Περιβάλλοντος (ΕΡΑ). Από την έναρξη του προγράμματος μέχρι σήμερα, πάνω από 2.000 κατασκευαστές κτιρίων έχουν συμμετάσχει και το σήμα Energy Star απονεμήθηκε σε δεκάδες χιλιάδες νέες κατοικίες. Το σήμα αυτό απονέμεται σε κατοικίες και κτίρια του τριτογενούς τομέα, που έχουν μειωμένη ενεργειακή κατανάλωση κατά 30% σε σχέση με μια αντίστοιχη συμβατική κατασκευή. Το κίνητρο για τη συμμετοχή σ’ αυτό το εθελοντικό πρόγραμμα είναι τα μειωμένα λειτουργικά έξοδα για τους χρήστες του κτιρίου και η αύξηση της αντικειμενικής αξίας και της τιμής μεταπώλησης των κτιρίων που φέρουν το σήμα Energy Star. Το πρόγραμμα γνωρίζει μεγάλη δημοσιότητα, και συνοδεύεται από ενημερωτικές εκστρατείες και πρακτικές τεχνικές πληροφορίες για μέτρα εξοικονόμησης σε κατοικίες, εμπορικά κτίρια, σχολεία, κ.λ.π. Το Energy Star χρησιμοποιεί το ίδιο λογότυπο που ισχύει και για τις ενεργειακά αποδοτικές συσκευές και συνεπώς έχει μεγάλη αναγνωρισιμότητα. Η διαχείριση της ζήτησης Τα προγράμματα διαχείρισης της ζήτησης (Demand Side Management - DSM) έχουν εφαρμοστεί με επιτυχία σε πολλές χώρες. Η Διεθνής Επιτροπή Ενέργειας (ΙΕΑ) έχει καταγράψει 25 διαφορετικά εργαλεία DSM που εφαρμόζονται διεθνώς σε δεκάδες χώρες. Στόχος τους είναι η εξυπηρέτηση βασικών ενεργειακών αναγκών με έξυπνους τρόπους, που οδηγούν τελικά σε εξοικονόμηση ενέργειας. Τα προγράμματα αυτά μπορεί να στοχεύουν είτε στην προώθηση μιας συγκεκριμένης τεχνολογίας (π.χ. λαμπτήρες χαμηλής κατανάλωσης, διπλά τζάμια, ηλιακοί θερμοσίφωνες, αντλίες θερμότητας, ενεργειακά αποδοτικές συσκευές, κ.λ.π.), είτε στη διερεύνηση των καταναλωτικών προτύπων και προτιμήσεων ώστε να χαραχθεί η σωστή πολιτική marketing για τις αντίστοιχες εφαρμογές, είτε τέλος στην ευρεία δημοσιοποίηση των τεχνολογιών αυτών μέσω προσέγγισης μεγάλου αριθμού καταναλωτών. 127 Τα προγράμματα αυτά συνήθως συνοδεύονται από ένα οικονομικό κίνητρο για τους καταναλωτές. Το κίνητρο αυτό μπορεί να είναι η απ’ ευθείας επιδότηση του κόστους της επένδυσης (όπως συμβαίνει π.χ. στην Καλιφόρνια με την επιδότηση των σκιάστρων με 9$/m2 προκειμένου να μειωθεί η ανάγκη χρήσης των κλιματιστικών, ή στην Ολλανδία με την επιδότηση αγοράς ενεργειακά αποδοτικών ψυγείων), είτε με τη διευκόλυνση της αποπληρωμής της ενεργειακής επένδυσης μέσω π.χ. των λογαριασμών ηλεκτρικού (όπως συνέβη σε παλαιότερο πιλοτικό πρόγραμμα στην Κρήτη, Αιγαίο και Θράκη, αλλά και σε άλλες χώρες όπως η Σουηδία, η Ισπανία, η Ολλανδία, κ.λ.π.). Μια άλλη τεχνική που εφαρμόστηκε π.χ. στη Βρετανία είναι η παροχή δωρεάν λαμπτήρων χαμηλής κατανάλωσης στους πολίτες εκείνους που δέχονταν να συμπληρώσουν ένα δελτίο ενεργειακής επιθεώρησης της κατοικίας τους. Εκτός από τους δωρεάν λαμπτήρες, οι καταναλωτές παίρνουν ακόμη από το τοπικό ενεργειακό γραφείο έναν πρακτικό οδηγό για εξοικονόμηση ενέργειας, προσαρμοσμένο στην κατοικία τους με βάση το δελτίο ενεργειακής επιθεώρησης που συμπληρώθηκε. Οικολογική σήμανση στα ξενοδοχεία Με δεδομένη την ολοένα και περισσότερο αυξανόμενη περιβαλλοντική συνείδηση στις Ευρωπαϊκές χώρες, και ειδικά σε αυτές που αποτελούν τις βασικές πηγές τουριστικής πελατείας για την Ελλάδα, είναι ήδη σαφές, ότι η αναβάθμιση του προσελκυόμενου τουρισμού περνά μέσα από την αναβάθμιση της περιβαλλοντικής και ενεργειακής συμπεριφοράς της τουριστικής επιχείρησης, που θα πρέπει βέβαια να συνοδεύεται και από την αντίστοιχη προβολή των σχετικών προγραμμάτων και δράσεων. Ταυτόχρονα, τα περιβαλλοντικά και ενεργειακά μέτρα συνιστούν ένα αυτονόητο βήμα προς τον εκσυγχρονισμό, πράγμα που εκτός της εικόνας θα βελτιώσει και τα οικονομικά των επιχειρήσεων, ιδιαίτερα αυτά που συνδέονται με το λειτουργικό κόστος. Στην κατεύθυνση αυτή άλλωστε, και εισπράττοντας τα μηνύματα των καιρών, κινείται και η πρόσφατη απόφαση της Ευρωπαϊκής Επιτροπής (2003/287/ΕΚ) για τον καθορισμό των κριτηρίων απονομής του ‘Οικολογικού Σήματος’ σε τουριστικές επιχειρήσεις. 128 Τα κριτήρια αποσκοπούν στον περιορισµό των κυρίων επιπτώσεων στο περιβάλλον κατά τις τρεις φάσεις του κύκλου ζωής της υπηρεσίας (αγορά, παροχή υπηρεσίας, απόβλητα). Τα κριτήρια αποσκοπούν συγκεκριµένα στα εξής: περιορισµό της κατανάλωσης ενέργειας, περιορισµό της κατανάλωσης νερού, περιορισµό της παραγωγής αποβλήτων, προώθηση της χρήσης ανανεώσιµων πόρων και ουσιών που είναι λιγότερο επιβλαβείς για το περιβάλλον, προώθηση της περιβαλλοντικής ενηµέρωσης και εκπαίδευσης. 129 Προτεινόμενη βιβλιογραφία και πηγές πληροφόρησης o ΓΕΝΙΚΑ ΓΙΑ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΔΟΜΗΣΗ o Energy Design Resources, Design for your Climate - Design Briefings, 2004. http://www.energydesignresources.com o S. Mirasgedis, E. Georgopoulou, Y. Sarafidis, C.A. Balaras, A. Gaglia and D.P. Lalas, CO2 Emission Reduction Policies in the Greek Residential Sector: A Methodological Framework for Their Economic Evaluation. Energy Conversion and Management, Vol. 45, Issue 4, pp. 537-557, March 2004. http://www.elsevier.com o Grumman D.L. (Editor), ASHRAE Green Guide, American Society of Heating, refrigerating and AirConditioning Engineers Inc., ISBN 1-93186241-9, pp. 170, Atlanta, 2003. http://www.ashrae.org/template/AssetDetail/assetid/30522 o Gauzin-Mueller D. Οικολογική αρχιτεκτονική: 29 παραδείγματα από την Ευρώπη. Εκδόσεις ΚΤΙΡΙΟ, 2003. o UNEP Sustainable Building and Construction. United Nations Environment Programme. Industry and Environment, Vol. 26, No2-3, April-September 2003. http://www.uneptie.org/media/review/vol26no2-3/voL26_no23.htm#contents o Santamouris M. (Editor), Environmental Design of Urban Buildings, James and James Science Publishers, London, UK, 2003. o Edwards, B. Green Buildings Pay. Spon Press. ISBN 0415262712, 2003. o Ψωμάς, Σ. Ενέργεια, Περιβάλλον και Επιχειρηματικότητα. Εθνικό Κέντρο Περιβάλλοντος και Αειφόρου Ανάπτυξης (ΕΚΠΑΑ), Αθήνα, Νοέμβριος 2003. Την έκθεση θα βρείτε στις ιστοσελίδες http://www.ekpaa.gr και http://www.helapco.gr o EPA Cooling our Communities - A Guidebook on Tree Planting and Lightcolored Surfaces. US Environmental Protection Agency. 22P-2001, Jan. 2002. 130 o ECOFYS Mitigation of CO2 - Emissions from the Building Stock. Beyond the EU Directive on the energy performance of buildings, 2002. http://www.ecofys.com/com/publications/documents/ecofys_report_EURIMA_final _160204.pdf o Μπαλαράς Κ.. Οδηγός Εξοικονόμησης Ενέργειας στις Κατοικίες. Πρακτικές οδηγίες για βελτίωση των συνθηκών διαβίωσης και εξοικονόμησης χρημάτων με ορθολογική χρήση ενέργειας. Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών (ISBN 96087905-0-6) – Ευώνυμος Βιβλιοθήκη (ISBN 960-85711-4-6), σ. 32, Αθήνα. Μία έκδοση του ΥΠΕΧΩΔΕ, 2001. To έντυπο είναι διαθέσιμο σε ηλεκτρονική μορφή, http://www.axiosvios.gr/bio_anaptyksh/prooptikes_anaptykshs/odigos-exoik-energkatoikies.pdf. o Yates, A. Quantifying the Business Benefits of Sustainable Buildings: Summary of Existing Research Findings. Centre for Sustainable Construction, Building Research Establishment Ltd (BRE), 2001. http://www.usgbc.org/docs/LEEDdocs/BREbusiness_benefits_summary.pdf o ΔΙΠΕ (Η. Ευθυμιόπουλος - επιμέλεια), Οικολογική δόμηση.. Εκδόσεις Ελληνικά Γράμματα, Αθήνα, 2000 http://www.dipe.gr o ΔΙΠΕ (Η. Ευθυμιόπουλος, Μ. Μοδινός - επιμέλεια), Η Βιώσιμη Πόλη, Εκδόσεις Στοχαστής, Αθήνα 2000 http://www.dipe.gr NΟΜΟΘΕΣΙΑ o Ανακοίνωση της Επιτροπής Προς µία Θεματική Στρατηγική για το Αστικό Περιβάλλον, Βρυξέλλες, 11.02.2004 COM(2004)60 τελικό. http://europa.eu.int/eur-lex/el/com/cnc/2004/com2004_0060el01.pdf o Proposal for Directive of the European Parliament and of the Council on Energy End-use Efficiency and Energy Services, Brussels, 10.12.2003 COM(2003) 739 final 2003/0300 (COD) http://europa.eu.int/eur-lex/en/com/pdf/2003/com2003_0739en01.pdf o Ελληνική νομοθεσία για τον Κανονισμό Ορθολογικής Χρήσης και Εξοικονόμησης Ενέργειας (ΚΟΧΕΕ). KYA 21475/2707 (ΦΕΚ 880/B 19-81998) που αφορά τον καθορισμό μέτρων και όρων για την βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων για τον περιορισμό των εκπομπών του διοξειδίου του άνθρακα. http://www.spitia.gr/greek/aiforos/nomothesia/law.htm 131 o Οδηγία 2002/91/ΕΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της 16ης Δεκεμβρίου 2002 για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων. Επίσημη Εφημερίδα των Ευρωπαϊκών Κοινοτήτων, L1, 4.1.2003. http://europa.eu.int/eurlex/pri/el/oj/dat/2003/l_001/l_00120030104el00650071.pdf o Απόφαση της Επιτροπής για τον Καθορισµό των Οικολογικών Κριτηρίων Σχετικά µε την Απονοµή του Οικολογικού Σήµατος της Κοινότητας για Υπηρεσίες Τουριστικών Καταλυµάτων (2003/287/ΕΚ ) http://europa.eu.int/comm/environment/ecolabel/product/pg_tourism_en.htm ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ o Σύστημα LEED – http://www.usgbc.org/LEED/LEED_main.asp o Σύστημα EcoHomes – http://www.bre.co.uk o Μέθοδος Αξιολόγησης Υφιστάμενων Κτιρίων Κατοικιών EPA-ED http://www.epa-ed.org ΚΑΘΑΡΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΟΝ ΚΤΙΡΙΑΚΟ ΤΟΜΕΑ o Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: ΚΑΠΕ, http://www.cres.gr o Εξοικονόμηση ενέργειας: Greenpeace, http://www.greenpeace.gr o Ηλιοθερμικά συστήματα: Ένωση Βιομηχανιών Ηλιακής Ενέργειας (ΕΒΗΕ), http://www.EBHE.gr o Συμπαραγωγή: Ελληνικός Σύνδεσμος Συμπαραγωγής Ηλεκτρισμού και Θερμότητας, http://www.hachp.gr o Φωτοβολταϊκά συστήματα: Σύνδεσμος Εταιριών Φωτοβολταϊκών (ΣΕΦ), http://www.helapco.gr 132
© Copyright 2024 Paperzz
