Από την αρχιτέκτονα Λίζα Πανοπούλου
Βασική αρχή για την αποφυγή της υπερθέρμανσης ενός κτιρίου είναι η σωστή κυκλοφορία του αέρα στο εσωτερικό του. Αυτό επιτυγχάνεται είτε με μηχανικό είτε με φυσικό τρόπο. Είναι βέβαια προτιμότερο ένα κτίριο να σχεδιάζεται έτσι ώστε να αποφεύγεται η χρήση μηχανικού κλιματισμού ή να περιορίζεται στους ανεμιστήρες οροφής. Ο τεχνητός κλιματισμός θεωρείται σήμερα ένας από τους πιο επιβαρυντικούς παράγοντες για το περιβάλλον λόγω της ρύπανσης, της μεγάλης κατανάλωσης ενέργειας, καθώς και της εκπομπής χλωροφθορανθράκων που συμβάλλουν στη μείωση του όζοντος στην ατμόσφαιρα.
Φυσικός δροσισμός
Για να προστατευθεί ένα κτίριο από τη ζέστη, εκτός από την ενσωμάτωση της σωστής θερμομόνωσης στο εξωτερικό περίβλημά του, είναι σημαντικό να τοποθετηθεί ένα καλό σύστημα σκίασης στις βεράντες, τους εξώστες και τα υπόλοιπα ανοίγματα. Αυτό πρέπει ταυτόχρονα να προφυλάσσει τους εσωτερικούς χώρους από την υπερβολική έκθεση στον ήλιο τους καλοκαιρινούς μήνες, αλλά και να μην εμποδίζει τη ροή του αέρα δημιουργώντας στεγανά. Για παράδειγμα, τις πρωινές και απογευματινές ώρες η θέση του ήλιου στον ουρανό είναι χαμηλότερη, συνεπώς είναι προτιμότερο να τοποθετηθούν κατακόρυφα σκίαστρα στα δυτικά και ανατολικά ανοίγματα του κτιρίου για τη βέλτιστη προστασία του από τη ζέστη.
Η χρήση της λεγόμενης «θερμικής μάζας» σε ένα κτίριο βοηθάει τόσο στη θέρμανση όσο και στο φυσικό δροσισμό του. Ο συγκεκριμένος όρος αναφέρεται σε επιφάνειες με πυκνή χωρητικότητα θερμότητας. Σε ένα σπίτι π.χ. θερμική μάζα μπορεί να είναι ένας τοίχος ή ένα δάπεδο από πέτρα ή μπετόν -αρκετά παχύ- που να καταστέλλει τη μεταφορά της θερμότητας. Ενας τέτοιος τοίχος συνήθως χτίζεται στην πλευρά του σπιτιού που «βλέπει» τον ήλιο. Η λειτουργία του στηρίζεται στη συγκέντρωση θερμότητας από τις ηλιακές ακτίνες τη μέρα και στη μεταφορά της στο εσωτερικό του κτιρίου κατά τη διάρκεια της νύχτας, όταν η εξωτερική θερμοκρασία είναι χαμηλότερη. Φεγγίτες και ανοίγματα σε ψηλά σημεία των τοίχων επιτρέπουν στο ζεστό -και πιο ελαφρύ- αέρα να διαφύγει, ενώ ταυτόχρονα τα παράθυρα αφήνουν τους εσωτερικούς χώρους να δροσιστούν. Οταν ο φυσικός αέρας που «εισβάλλει» στο εσωτερικό μιας κατοικίας έχει χαμηλότερη θερμοκρασία, δροσίζει το συγκεκριμένο χώρο. Το ίδιο ισχύει και στην περίπτωση που ο εξωτερικός αέρας «δροσιστεί» με φυσικά μέσα πριν να διεισδύσει στο κτίριο. Η χρήση εξωτερικών δεξαμενών υψηλής θερμοχωρητικότητας αποτελεί μια από τις μεθόδους για την ψύξη του περιβάλλοντα αέρα. Παραδείγματα από την αρχαιότητα εξακολουθούν και στις μέρες μας να είναι επίκαιρα, όπως η τοποθέτηση μιας υδάτινης επιφάνειας στο εξωτερικό ενός κτιρίου που λειτουργεί ως φυσικός «ψύκτης» του αέρα. Με αυτό το σύστημα, ο ζεστός αέρας που περνάει πάνω από τη δεξαμενή προκαλεί εξάτμιση του νερού, το οποίο με τη σειρά του ψύχει τον υπόλοιπο αέρα. Επειδή όμως η συνεχής εξάτμιση προκαλεί σχετική αύξηση της υγρασίας, ο παράγοντας αυτός πρέπει να συνυπολογιστεί σε μέρη που παρουσιάζουν ήδη υψηλό δείκτη υγρασίας. Ο δροσισμός μπορεί ακόμη να επιτευχθεί κατά τον ίδιο τρόπο και με τη χρήση του εδάφους. Η μέθοδος αυτή λειτουργεί ως φυσικό σύστημα και απαιτεί την άμεση επαφή του κτιρίου με το έδαφος. Εκεί ο θερμός αέρας του κτιρίου αλληλεπιδρά με το έδαφος, που έχει σταθερά χαμηλότερη θερμοκρασία και ψύχεται. Μια άλλη μέθοδος έμμεσου δροσισμού από το έδαφος βασίζεται στην υπόγεια μεταφορά αέρα από κάποια απόσταση στο κτίριο: ο αέρας δηλαδή μεταφέρεται μηχανικά (με ηλεκτρικούς ανεμιστήρες) στο κτίριο μέσα από σωλήνες τοποθετημένους σε συγκεκριμένο βάθος κάτω από το έδαφος.
Πώς πρέπει να σχεδιάζουμε, τι πρέπει να γνωρίζουμε;
Οι βασικές αρχές του φυσικού δροσισμού και η επιτυχής θερμική άνεση στο εσωτερικό ενός κτιρίου είναι ζητήματα απλά. Απαιτούν, όμως, προσοχή και σωστή μελέτη του περιβάλλοντα χώρου.
Ο προσανατολισμός του κτιρίου είναι καθοριστικός για την επιλογή και την τοποθέτηση των ανοιγμάτων του και κατ επέκταση για τη σωστή θερμοκρασία. Στόχος είναι να αερίζεται όσο το δυνατόν μεγαλύτερη επιφάνεια, κάτι το οποίο επιτυγχάνεται με το σωστό σχεδιασμό των εσωτερικών χώρων και των ανοιγμάτων.
Το ιδανικότερο σχήμα είναι εκείνο που επιτρέπει το διαμπερή αερισμό. Εάν τοποθετηθούν παράθυρα σε δύο αντίθετους τοίχους, είναι προτιμότερο τα ανοίγματα να μην είναι αντικριστά αλλά να δημιουργείται χιαστή κυκλοφορία του αέρα. Επίσης, οι εσωτερικές και οι εξωτερικές πιέσεις πρέπει να ελέγχονται ώστε ο αέρας να μπορεί να κινείται ελεύθερα και να μη δημιουργούνται στρόβιλοι ή άλλα παρόμοια φαινόμενα. Καλό είναι, εάν τα κύρια ανοίγματα βρίσκονται στην πλευρά του κτιρίου από την οποία έρχεται ο εποχιακός άνεμος, να ανοιχτεί παράθυρο και σε πλάγιο τοίχο ώστε να διασπάται η δύναμη του αέρα. Το μικροκλίμα του περιβάλλοντα χώρου μπορεί να διαμορφωθεί ή να τροποποιηθεί ώστε να επιτευχθεί ο βέλτιστος δροσισμός του κτιρίου. Τους καλοκαιρινούς μήνες, τα φυλλοβόλα δέντρα δημιουργούν ωραία σκιά και απορροφούν μεγάλο ποσοστό της ηλιακής θερμότητας, ενώ το χειμώνα, που χάνουν τα φύλλα τους, αφήνουν τον ήλιο να περάσει και να θερμάνει το κτίριο. Η ύπαρξη ενός ανάλογου δέντρου στη σωστή θέση μπορεί να συμβάλει κατά μεγάλο βαθμό στη μείωση της ανάγκης κλιματισμού των χώρων.
Σε περιοχές με ισχυρούς ανέμους, τα δέντρα μπορούν να συνδυαστούν με την κατάλληλη διαμόρφωση του εδάφους και να χρησιμοποιηθούν σαν ανεμοφράκτες που εξασθενούν τη δύναμη του αέρα καθώς πλησιάζει στο κτίριο.
Οπως αναφέραμε και προηγουμένως, η χρήση του υδάτινου στοιχείου στο εξωτερικό του κτιρίου συμβάλλει σημαντικά στο δροσισμό του. Εκτός από την αισθητική πλευρά επομένως, τα σιντριβάνια, οι πισίνες και οι μικρές δεξαμενές στους κήπους και τους χώρους εισόδου ενός σπιτιού λειτουργούν και πρακτικά, δροσίζοντας σημαντικά τους εσωτερικούς χώρους. Επιπλέον, δεξαμενές νερού μπορούν να τοποθετηθούν στην οροφή ενός κτιρίου. Σε αυτήν τη περίπτωση, η συγκεκριμένη εφαρμογή λειτουργεί και ως θερμική μάζα. Το νερό αποθηκεύει τη θερμότητα και συγχρόνως δροσίζει το κέλυφος του κτιρίου. Ενα τέτοιο σύστημα απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή στην υγρομόνωση της οροφής, για να μην εμφανιστούν προβλήματα υγρασίας στο εσωτερικό του κτιρίου.
Ο ζεστός αέρας κινείται προς τα πάνω. Αυτή είναι η βασική αρχή στην οποία στηρίζεται ο καλός σχεδιασμός για τον αερισμό ενός κτιρίου. Συνεπώς, θα πρέπει ο αέρας να βρίσκει διέξοδο προς τα έξω για να μην παγιδεύεται στο εσωτερικό του κτιρίου. Οταν αφήνουμε το δροσερό εξωτερικό αέρα να εισέλθει σε ένα χώρο χωρίς να υπάρχει έξοδος για το ζεστό, δημιουργούνται ανεπιθύμητες πιέσεις και δεν υπάρχει σωστή ροή. Η ροή του αέρα εξαρτάται από το μέγεθος και την τοποθεσία των ανοιγμάτων. Μπορούμε να καθοδηγήσουμε τον αέρα και να βοηθήσουμε τον καλό αερισμό του κτιρίου προκαλώντας το φαινόμενο της «καπνοδόχου»: με την κατασκευή μεγαλύτερων ανοιγμάτων στη βάση του κτιρίου και μικρότερων επάνω. Με τον τρόπο αυτό, ο θερμός αέρας ανυψώνεται και διαφεύγει από το επάνω στόμιο. Η εμπειρία έχει δείξει ότι οι κατακόρυφες οπές εξασφαλίζουν την καλύτερη λειτουργία της μεθόδου της «καπνοδόχου». Παραδείγματα αξιοποίησης των κλιματικών συνθηκών για το φυσικό κλιματισμό των κτιρίων βρίσκουμε στη Μέση Ανατολή, όπου πολλά από τα παραδοσιακά σπίτια διαθέτουν «πύργους ανέμου».
Γεωθερμία
Μόλις λίγα μέτρα κάτω από την επιφάνεια της γης, η θερμοκρασία είναι σταθερή, στους 18ο με 20οC. Ο γεωθερμικός κλιματισμός χρησιμοποιείται τόσο για να ψύξουμε ένα κτίριο το καλοκαίρι όσο και για να το θερμάνουμε το χειμώνα, εκμεταλλευόμενος τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της επιφάνειας της γης και του υπεδάφους. Η θερμότητα/ψύξη αντλείται και μεταδίδεται μέσω ενός δικτύου σωληνώσεων που μεταφέρεται στο χώρο ενδοδαπέδια ή μέσω fan coils.
Μηχανικά συστήματα κλιματισμού
Οπως τονίσαμε αρχικά, τα μηχανικά συστήματα κλιματισμού είναι προτιμότερο να αποφεύγονται, για το καλό του περιβάλλοντος αλλά και των ίδιων των ανθρώπων. Εάν δεν μπορεί να αποφευχθεί η χρήση κλιματιστικών, είναι σημαντικό να μελετάται ο χώρος ώστε να μη γίνεται υπερβολή στην ισχύ των σωμάτων που εγκαθίστανται. Ακόμη, η χρήση κατάλληλων αυτοματισμών βοηθά στην εξοικονόμηση ενέργειας. Ενα κεντρικό σύστημα κλιματισμού δεν ενδείκνυται γιατί σε γενικές γραμμές σπαταλά ενέργεια για χώρους που δεν την χρειάζονται.
Κάποιες παρεμβάσεις που μπορούν να γίνουν ώστε να ελαττωθεί η χρήση κλιματιστικών είναι οι εξής: πρόψυξη κτιρίου με αερισμό, χρήση εξοικονομητών (economizers) που ελέγχουν και εισάγουν τον εξωτερικό αέρα είτε σε συνδυασμό με κλιματιστικά σώματα είτε ανεξάρτητα, χρήση ψυκτών φυσικού αερίου, διαχείριση της ροής του αέρα από τα κλιματιστικά με φίλτρα υψηλής ποιότητας, καθώς και χρήση ανεμιστήρων.
