Ο βιοκλιματικός αρχιτεκτονικός σχεδιασμός των κτιρίων προϋποθέτει την χρήση παθητικών τεχνολογιών όπως είναι τα συστήματα σκίασης. Εμπεριστατωμένες μελέτες απέδειξαν ότι η θερμοκρασία των δομημένων χώρων μπορεί να μειωθεί από 5-15οC με την εφαρμογή συστημάτων σκίασης.
Ο τομέας της σκίασης δηλαδή η βιομηχανία που ασχολείται με την παραγωγή-προώθηση συστημάτων και εφαρμογών ηλιοπροστασίας, αποτελεί αναπόσπαστο μέρος στην αρχιτεκτονική κάθε κτιρίου με απώτερο σκοπό την δημιουργία ποιοτικών συνθηκών διαβίωσης. Η συμβολή των συστημάτων σκίασης στην ενεργειακή αποδοτικότητα των κτιρίων είναι βαρυσήμαντη. Η ηλιοπροστασία όταν εφαρμόζεται σωστά μπορεί να βοηθήσει στην εξοικονόμηση ενέργειας λόγω του ότι μειώνεται η ενεργειακή ζήτηση των κτιρίων κατά την περίοδο του χειμώνα και του καλοκαιριού (πιο κάτω θα αναλυθεί με πιο τρόπο επιτυγχάνεται αυτό). Η κατανάλωση ενέργειας από τις κλιματιστικές μονάδες μειώνεται σε μεγάλο βαθμό. Ως επακόλουθο έχουμε την μείωση του λειτουργικού κόστους – εξοικονόμηση χρημάτων και μέριμνα για την προστασία του φυσικού περιβάλλοντος. Ο τομέας της σκίασης εμπίπτει στην Ευρωπαϊκή οδηγία για την ασφάλεια και υγιεινή στους χώρους (βλπ.εργασίας1). Με τα συστήματα σκίασης δημιουργούνται ποιοτικές συνθήκες όσον αφορά την θερμοκρασία του κτιρίου με αποτέλεσμα το ανθρώπινο δυναμικό να είναι πιο παραγωγικό, δημιουργικό, συμβολή στην μείωση του άγχους, μείωση στις συνήθεις ασθένειες όπως άσθμα, αλλεργίες και άλλα πολλά.
Βιοκλιματική αρχιτεκτονική
Mε τον όρο βιοκλιματική αρχιτεκτονική εννοούμε το σχεδιασμό κτιρίων και χώρων λαμβάνοντας υπόψη τις παραμέτρους που χαρακτηρίζουν τις τοπικές κλιματολογικές συνθήκες. Δηλαδή τις θερμοκρασίες, τη σχετική υγρασία, τη σχέση και αλληλοεπίδραση τους, την φορά του ηλίου σε σχέση με το κτίριο, συντεταγμένες, κ.α. Λαμβάνοντας υπόψη αυτές τις παραμέτρους στη φάση του σχεδιασμού ενός κτιρίου και χρησιμοποιώντας για την κατασκευή του οικοδομικά υλικά φιλικά προς τον άνθρωπο και το περιβάλλον επιτυγχάνουμε συνθήκες θερμικής άνεσης και παράλληλα έχουμε εξοικονόμηση ενέργειας. H ηλιοπροστασία των κτιρίων κατατάσσεται ανάμεσα στις σημαντικές παραμέτρους που λαμβάνονται υπόψη στη φάση του βιοκλιματικού σχεδιασμού τους. Mε αυτό το σκεπτικό είναι αναγκαίο να δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στην ενεργειακή απόδοση και το δυναμικό των παθητικών τεχνολογιών που εφαρμόζονται στα κτίρια που σχεδιάζονται σύμφωνα με τη βιοκλιματική αρχιτεκτονική.
Σκίαση-ηλιοπροστασία & εξοικονόμηση ενέργειας
Τα συστήματα εξωτερικής σκίασης όπως είναι τα Σκίαστρα, οι Eξωτερικές Oριζόντιες Περσίδες και τα Tεντοσυστήματα, ανήκουν στα παθητικά συστήματα ηλιοπροστασίας και κατ’ επέκταση στις μεθόδους φυσικού κλιματισμού των χώρων.
Η εξοικονόμηση ενέργειας στα κτίρια επιτυγχάνεται με δυο τρόπους: κατά την διάρκεια του χειμώνα, λόγω της συμπληρωματικής θερμικής αντίστασή τους τα συστήματα σκίασης όταν βρίσκονται σε κλειστή θέση, μειώνουν την ενεργειακή ζήτηση για θέρμανση, ενώ κατά τους καλοκαιρινούς μήνες , μέσω αποφυγής του συστήματα σκίασης και εξοικονόμηση ενέργειας, ο βιοκλιματικός αρχιτεκτονικός σχεδιασμός των κτιρίων προϋποθέτει την χρήση παθητικών τεχνολογιών όπως είναι τα συστήματα σκίασης. Εμπεριστατωμένες μελέτες απέδειξαν ότι η θερμοκρασία των δομημένων χώρων μπορεί να μειωθεί από 5-15ο C με την εφαρμογή συστημάτων σκίασης περιττού θερμικού ηλιακού κέρδους, μειώνουν την ενεργειακή ζήτηση για ψύξη του εσωτερικού χώρου.
Χειμερινή περίοδος :
Τα συστήματα σκίασης θα παραμείνουν ανοιχτά κατά την διάρκεια της ηλιοφάνειας με αποτέλεσμα την φυσική θέρμανση του χώρου και είτε με αυτόματο (χρησιμοποίηση αισθητήρα έντασης ηλιακού φωτός) ή χειροκίνητο τρόπο θα κλείσουν με την απουσία του ηλίου. Με αυτό τον τρόπο το δωμάτιο θα διατηρήσει σταθερή την θερμοκρασία του.
Καλοκαιρινή περίοδος:
Τα συστήματα σκίασης θα παραμείνουν κλειστά κατά την διάρκεια της ηλιοφάνειας (ή σε μια συγκεκριμένη κλήση ανάλογα με την περίοδο αιχμής της θερμοκρασίας – 40 μοίρες, 50 μοίρες κτλ. Επίσης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και αυτόματος χρονοδιακόπτης στην περίπτωση που γνωρίζουμε περίπου τις ώρες αιχμής) και θα ανοίξουν με αυτόματο ή χειροκίνητο τρόπο με την απουσία του ηλίου. Τα παράθυρα το βράδυ μπορούν να ανοίξουν έτσι ώστε ο αέρας του δωματίου θα ανανεωθεί και η θερμοκρασία να μειωθεί λόγω του ότι το βράδυ είναι χαμηλότερη. Ο John Carmody, διευθυντής του Κέντρου Έρευνας Βιώσιμων κτιρίων του Πανεπιστημίου της Μινεσότα στην Αμερική επισημαίνει ότι τα συστήματα σκίασης όπως είναι για παράδειγμα οι τέντες, συμβάλουν στην εξοικονόμηση ενέργειας και αποτελούν σημαντικό μέρος στον βιοκλιματικό σχεδιασμό των κτιρίων. Επιπρόσθετα, με την χρησιμοποίηση διαφόρων κατηγοριών αισθητήρων όπως για παράδειγμα αισθητήρων αέρος (ένταση και διεύθυνση των ανέμων), αισθητήρων έντασης του ηλιακού φωτός, πετυχαίνουμε την μέγιστη αξιοποίηση των συστημάτων σκίασης μειώνοντας την παρεμβολή του
ανθρωπίνου παράγοντα. Στην κατηγορία των συστημάτων εσωτερικής σκίασης όπως για παράδειγμα στις ρολοκουρτίνες (roller blinds) μπορούν να χρησιμοποιηθούν ειδικά υφάσματα SPC (solar protective coating) που είναι κατασκευασμένα να προστατεύουν τον χώρο από τις έντονες ηλιακές ακτίνες UV (UVA,UVB). Η ικανότητα ενός υφάσματος να αποκλείει οπτική και ηλιακή ενέργεια από ένα δωμάτιο εξαρτάται από την αντανακλαστικότητά του (Ro & Rs). Για υφάσματα υψηλών προδιαγραφών οι δύο αυτές τιμές πρέπει να είναι και φυσικά και αριθμητικά πολύ παρόμοιες. Ο μέσος όρος τους μπορεί να θεωρηθεί σαν καλή ένδειξη για την αποδοτικότητα ενός υφάσματος όσον αφορά το πόση ηλιακή ακτινοβολία επιτρέπει να το διαπεράσει και πόση οπτικότητα έχει οι Παράγοντες Ταχείας Αναφοράς (QRF) εκφράζονται σε μονάδες μεταξύ του 0 και του 10, με αριθμούς που καταλήγουν σε .5 και στρογγυλεύονται στην επόμενη μονάδα. Όσο πιο μεγάλος είναι ο παράγοντας, τόσο πιο αποτελεσματικό είναι το ύφασμα.
Τ = % Εκπομπής
R = % Αντανακλαστικότητας
Α = % Απορροφητικότηττας
SC = Συντελεστής Σκιάς
QRF = Παράγοντας Ταχείας Αναφοράς
QRF = (Ro + Rs) x 1
Μελέτες & πρωτοβουλίες για την εξοικονόμηση ενέργειας Η Ευρωπαϊκή Ένωση συνειδητοποιώντας την ενεργειακή κρίση που έπεται να δημιουργηθεί στο προσεχές μέλλον, έχει θέσει ως βασικό στόχο την μείωση στο 20% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας μέχρι το 2020. Ο στόχος αυτός θα επιτευχθεί με το να επικεντρωθεί στους τέσσερεις βασικότερους τομείς όπου έχουν την περισσότερη κατανάλωση ενέργειας: οικιστικές κατοικίες, εμπορικά κτίρια (τριτογενή), μεταφορές και βιομηχανία. Η σκίαση εμπίπτει στον τομέα των κτιρίων κάθε κατηγορίας και ένας αριθμός ενεργειών έχουν προγραμματιστεί από την Ε.Ε έτσι ώστε να υπάρξει σημαντική μείωση στην ενεργειακή τους ζήτηση (Action plan priority: Building performance and low-energy houses).
Ένα από τα βήματα που έχουν αποφασιστεί να εφαρμοστούν αφορά την κατασκευή των κτιρίων και την δέσμευση/απαίτηση ότι θα περιλαμβάνουν παθητικές τεχνολογίες ψύξης και θέρμανσης των χώρων τους. Η σκίαση των δομημένων χώρων των κτιρίων είναι απαραίτητη αφού ανήκει στην κατηγορία των παθητικών τεχνολογιών. Επίσης, γίνεται προσπάθεια θεσμοθέτησης νόμων που αφορούν την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων και των υλικών που θα χρησιμοποιούνται όπως για παράδειγμα το είδος των παραθύρων, των δομικών υλικών, θερμομόνωση, κτλ. Ο ευρωπαϊκός οργανισμός ηλιοπροστασίας διενήργησε πριν από ένα περίπου χρόνο μια μελέτη με τίτλο «Εξοικονόμηση ενέργειας και μείωση των εκπομπών CO2 από την χρήση συστημάτων σκίασης στην ΕΕ-25» (European Solar Shading Organization ES-SO). Η μελέτη αυτή απέδειξε ότι τα συστήματα ηλιοπροστασίας έχουν την δυνατότητα να μειώσουν τις εκπομπές CO2 κατά 31Mt/a μέσω της μείωσης της ενεργειακής ζήτησης για θέρμανση και κατά 80 Mt/a μέσω της μείωσης της ενεργειακής ζήτησης για ψύξη. Η θερμοκρασία των εσωτερικών χώρων παρουσίασε μείωση πέραν των 5oC. Η πιο πάνω μελέτη αφορούσε 4 διαφορετικές Ευρωπαϊκές πόλεις: Βρυξέλλες, Βουδαπέστη , Ρώμη και Στοκχόλμη και έλαβε υπόψη ένα αριθμό διαφορετικών παραμέτρων όπως π.χ. τις συντεταγμένες της κάθε πόλης ως προς τον ήλιο, τoν τύπο των παραθύρων, τις κλιματολογικές συνθήκες, κ.α.. Επίσης, ένας αριθμός μελετών που έγιναν στο Βέλγιο, Γαλλία, Γερμανία και Αμερική απέδειξαν ότι η σωστή και μελετημένη εφαρμογή συστημάτων σκίασης μπορεί να συνεισφέρει στην μείωση της θερμοκρασίας ενός δωματίου από 5 – 15οC. Με την χρησιμοποίηση συστημάτων εξωτερικής σκίασης μπορούμε να πετύχουμε την διαπέραση μόνο του 12% της ηλιακής ακτινοβολίας μέσα στον κτιριακό χώρο. Η μείωση της ενεργειακής ζήτησης των κλιματιστικών για ψύξη & θέρμανση μειώνεται περίπου στο 50% και η κατανάλωση ηλεκτρικού ρεύματος μειώνεται μέχρι και 60%. Από τα προαναφερθέντα μπορούμε να καταλήξουμε σε κάποια σημαντικά συμπεράσματα όσον αφορά την συμβολή των συστημάτων σκίασης στην εξοικονόμηση ενέργειας και στην προστασία του περιβάλλοντος γενικότερα. Είναι αποδεδειγμένο από τις διάφορες μελέτες που έχουν γίνει σήμερα ότι τα συστήματα σκίασης αν αξιοποιηθούν σωστά προσφέρουν σημαντική μείωση στην ενεργειακή ζήτηση των κτιρίων (ψύξη και θέρμανση) και επίσης βοηθούν στην δημιουργία ποιοτικών συνθηκών διαβίωσης αφού ανήκουν στην κατηγορία των φυσικών παθητικών συστημάτων ηλιοπροστασίας και κατ’ επέκταση στις μεθόδους φυσικού κλιματισμού των χώρων.
Source:
1. European-solar shading organization
http://www.es-so.eu/en/Solar-shading/what-is-solar-shading.html
2. “Energy Savings and CO2 Reduction Potential from Solar Shading(2007)” World Sustainable Energy Days
Energy Efficiency Conference, Wels, Austria, March 1, 2007, Dick Dolmans, Secretary General
http://www.buildingsplatform.org/cms/fileadmin/documents/newsletter/07-03-01-Wels-WSED-Short.pdf
