Στην Ελλάδα έχει ενταχθεί εδώ και καιρό ο όρος «Βιοκλιματικός σχεδιασμός κτιρίων» που ουσιαστικά αποτελεί το κλειδί στον τομέα εξοικονόμησης ενέργειας στα κτίρια. Ουσιαστικά, με σύγχρονες μεθόδους και πρωτοποριακές ιδέες σχεδιάζεται πρώτα θεωρητικά ένα κτίριο, και στη συνέχεια η ιδέα αυτή υλοποιείται και μεταφέρεται στα αρχιτεκτονικά σχέδια και στις ηλεκτρομηχανολογικές εγκαταστάσεις του κτιρίου. Με αυτόν τον τρόπο εξασφαλίζονται οι συνθήκες άνεσης στον εσωτερικό χώρο μέσω της ορθολογικής χρήσης της ενέργειας.
Στην κατηγορία του Βιοκλιματικού σχεδιασμού, εντάσσονται πολλές συγκεκριμένες επεμβάσεις (κέλυφος, μονώσεις, κουφώματα ειδικού τύπου κ.λπ) οι οποίες εφαρμόζονται ώστε να βοηθήσουν στην ελαχιστοποίηση της καταναλισκομένης ενέργειας. Δηλαδή θα επιτυγχάνεται στο κτίριο το φαινόμενο της θέρμανσης και δροσισμού με απόλυτα φυσικό τρόπο, και κατά συνέπεια θα μειώνεται η χρήση των τεχνητών συστημάτων θέρμανσης και ψύξης.
Ο κοινός αρχιτεκτονικός σχεδιασμός πολλές φορές προκειμένου να ικανοποιήσει την αισθητική προτείνει μεγάλα ανοίγματα, προσανατολισμό ώστε να επιτυγχάνεται η βέλτιστη θέα, αερισμό, δροσισμό, ηλιασμό εσωτερικών χώρων κ.λπ χωρίς να συνυπολογίζει τον σωστό ενεργειακό σχεδιασμό των κτιρίων. Την απάντηση στην απαίτηση αυτή με σύγχρονή ικανοποίηση την αισθητικών απαιτήσεων τη δίνει ο βιοκλιματικός αρχιτεκτονικός σχεδιασμός.
Ο αρχιτέκτονας θα πρέπει να βρει μια ισορροπία μεταξύ της καλύτερης ενεργειακής απόδοσης του κτιρίου και των αισθητικών μας απαιτήσεων.
Τα στοιχεία που επηρεάζουν καθοριστικά το σχεδιασμό είναι αρχικά ο προσανατολισμός που θα δώσουμε στο κτίριο, η θέση του, το μέγεθος και υλικά των κουφωμάτων. Ενδεικτικά μπορούμε να αναφέρουμε κάποια σημαντικά στοιχεία του βιοκλιματικού αρχιτεκτονικού σχεδιασμού:
Σήμερα, η τεχνολογία προσφέρει πολλές δυνατότητες μέσω μιας πληθώρας υλικών ώστε να νε πετύχουμε εξαιρετική θερμομόνωση στους εξωτερικούς τοίχους μιας κτιριακής εγκατάστασης. Ο μηχανικός εύκολα ανάλογα με την κλιματική ζώνη και τα ανοίγματα μπορεί να επιλέξει το κατάλληλο πάχος του τοίχου και το ανάλογο υλικό θερμομόνωσης ώστε να λαμβάνουμε τη μέγιστη εξοικονόμηση ενέργειας κατά τη διάρκεια του χειμώνα (θέρμανση κτιρίου) αλλά και κατά τη διάρκεια του θέρους (ψύξη του κτιρίου) (ελαχιστοποίηση απωλειών)
Βιοκλιματικές αρχιτεκτονικές επεμβάσεις μπορούν να επιτευχθούν και σε υφιστάμενες κτιριακές εγκαταστάσεις των οποίων η εξωτερική τοιχοποιία δεν διαθέτει περιθώριο συμβατικής θερμομόνωσης (τοίχος χωρίς κενό, μικρό πάχος τοίχων κ.λπ). στην περίπτωση αυτή δημιουργείται ένα τεχνητό κέλυφος στην εξωτερική πλευρά του κτιρίου με πλακίδια μεγάλης θερμομονωτικής ικανότητας. Λύση απλή αλλά πολύ αποτελεσματική για την θερμομόνωση τόσο κατά τη διάρκεια του χειμώνα όσο και κατά τη διάρκεια του θέρους αποτελεί το φυτεμένο δώμα (σε υφιστάμενη και νέα κατοικία). Το φυτεμένο δώμα το χειμώνα μας προσφέρει μια υψηλή θερμομονωτική ικανότητα ενώ το καλοκαίρι μας παρέχει υψηλή προστασία από την ακτινοβολία και συμβάλλει κατά αυτόν τον τρόπο στην ανακούφιση του τοπικού περιβάλλοντος
Όταν σχεδιάζουμε εξαρχής ένα κτίριο μπορούμε να αξιοποιήσουμε το φυσικό περιβάλλον αντλώντας από αυτό τα υλικά σχεδιασμού του, δηλαδή από τον ήλιο, από τον αέρα και από το έδαφος. Μπορούμε έτσι να επιτύχουμε βέλτιστο ενεργειακό σχεδιασμό του κτιρίου και έως μηδενική ενεργειακή κατανάλωση, εξασφαλίζοντας: Φωτισμό (οπτική άνεση – ποιότητα – κατανομή στο φυσικό χώρο, αερισμό και δροσισμό με αξιοποίηση της θερμοχωρητικότητας του κτιρίου και τη ροή αέρα μέσω και γύρω από το κτίριο, διαμπερή ημερήσιο αερισμό και νυκτερινό δροσισμό – αερισμό μέσω γης και θέρμανση – ψύξη με γεωθερμία.
Είναι σαφές ότι ένα σχεδιασμένο από την αρχή κτίριο μπορεί να συνδυάσει πολλά στοιχεία βιοκλιματικού αρχιτεκτονικού σχεδιασμού ώστε να επιτευχθεί χαμηλή ενεργειακή κατανάλωση.
Σε ένα υφιστάμενο κτίριο, οι επεμβάσεις μπορεί να περιοριστούν στο κέλυφος του κτιρίου, στα ανοίγματα, στο φυτεμένο δώμα ώστε να δημιουργούνται οι συνθήκες για περιορισμό της καταναλισκόμενης ενέργειας.
Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας τα τελευταία χρόνια έχουν αρχίσει και διαδίδονται με ένα αρκετά αυξανόμενο ρυθμό. Πολλοί άνθρωποι δεν τις γνωρίζουν και εξαιτίας αυτού έχει δημιουργηθεί εσφαλμένα η εντύπωση ότι το κόστος μιας τέτοιας εγκατάστασης είναι ασύμφορα υψηλό. Εάν αναρωτιέστε η γεωθερμία πώς λειτουργεί, θα διαπιστώσετε πως, εάν συγκριθεί με μια εγκατάσταση συμβατικής πηγής ενέργειας διαπιστώνουμε ότι λειτουργεί αντίστροφα. Δηλαδή, οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μπορεί να απαιτούν υψηλότερο κόστος κατασκευής αλλά αποφέρουν την απόσβεση του καταβληθέντος ποσού σε ελάχιστο χρόνο. Αντιθέτως, η κατασκευή συμβατικού συστήματος απαιτεί μικρότερο κόστος εγκατάστασης αλλά διαρκώς αυξανόμενο κόστος λειτουργίας χωρίς περιθώριο απόσβεσης.
Ίσως η λιγότερο γνωστή αλλά η πλέον οικονομική, αποδοτική και με ελάχιστο χρόνο απόσβεσης είναι η γεωθερμική ενέργεια, δηλαδή η ενέργεια που η πηγή της βρίσκεται μέσα στο έδαφος.
Ο γεωθερμικός κλιματισμός εξασφαλίζει τη θέρμανση, την ψύξη και την παραγωγή ζεστού νερού χρήσης μέσω της εκμετάλλευσης της ενέργειας του υπεδάφους. Στηρίζεται επομένως, στην σταθερή και ανεπηρέαστη από τις κλιματικές αλλαγές θερμοκρασία του υπεδάφους ή του υπόγειου νερού. Με ένα σύστημα υδρογεωτρήσεων (στην περίπτωση ύπαρξης υπόγειου νερού στην περιοχή του έργου) ή μέσω του ενταφιασμού ενός συστήματος σωληνώσεων (γεωσυλλέκτης) σε βάθος που ποικίλει ανάλογα με το είδος του γεωθερμικού συστήματος που θα επιλεγεί (οριζόντια διάταξη για επάρκεια περιβάλλοντος χώρου, κατακόρυφη ή κωνική διάταξη για περιορισμένο περιβάλλοντα χώρο) συλλέγει τη θερμοκρασία από το υπέδαφος. Η θερμοκρασία αυτή αξιοποιείται στην γεωθερμική αντλία θερμότητας η οποία με την σειρά της την ανυψώνει για να επιτύχει τη θέρμανση της κατοικία ή απορρίπτει τα εσωτερικά φορτία στο έδαφος για να επιτύχει την ψύξη του κτιρίου. Με την κατανάλωση ελάχιστου ποσού ηλεκτρικής ενέργειας επιτυγχάνουμε βέλτιστη θέρμανση – ψύξη.
Για μια νέα κατοικία ένα γεωθερμικό σύστημα κλιματισμού δίνει ποικίλες λύσεις σχετικά με τον τρόπο θέρμανσης και ψύξης. Μπορούν επομένως να χρησιμοποιηθούν είτε fan coils τα οποία προσφέρουν και θέρμανση και ψύξη στο χώρο, είτε ενδοδαπέδιο σύστημα σωληνώσεων που προσφέρει θέρμανση και δροσισμό αλλά και σώματα καλοριφέρ τα οποία συνεισφέρουν μόνο στη θέρμανση του χώρου. Σε επαγγελματικά κτίρια τώρα συνηθίζεται η χρήση γεωθερμικών αντλιών θερμότητας νερού – αέρα με κανάλια ή τοπικές γεωθερμικές αντλίες θερμότητας οι οποίες ονομάζονται console units.
Εξετάζοντας τις επιλογές που έχουμε σχετικά με την αντικατάσταση ενός συμβατικού συστήματος θέρμανσης σε ένα υφιστάμενο κτίριο, διαπιστώνουμε ότι σε κάποιες περιπτώσεις κάτι τέτοιο είναι εφικτό και εύκολο. Αυτό κυρίως ισχύει όταν στο εσωτερικό του σπιτιού είναι ήδη εγκατεστημένη ενδοδαπέδια θέρμανση ή fan coil units. Στην περίπτωση αυτή λοιπόν, απλώς καταργείται και απομακρύνεται η υφιστάμενη συμβατική πηγή ενέργειας και στη θέση της τοποθετείται μια γεωθερμική αντλία θερμότητας αντίστοιχης ισχύος.
Η συνηθέστερη περίπτωση όμως σε υφιστάμενη κατοικία είναι ο συνδυασμός ενός συμβατικού λέβητα πετρελαίου με κλασικά σώματα καλοριφέρ. Στην περίπτωση αυτή θα πρέπει να εξετάσουμε δυο υποπεριπτώσεις
- Σύνδεση σωμάτων καλοριφέρ παράλληλα, δηλαδή να καταλήγουν σε κολλεκτέρ με ξεχωριστές σωληνώσεις. Τότε εύκολα καταργείται ο λέβητας ώστε να συνδεθεί με τη γεωθερμική αντλία θερμότητας και να διατηρηθεί το υπάρχον εσωτερικό δίκτυο.
- Σύνδεση σωμάτων καλοριφέρ σε σειρά. Τότε το γεωθερμικό σύστημα δε μπορεί να αποδώσει και χρειάζονται επεμβάσεις στο εσωτερικό δίκτυο γεγονός ίσως οικονομικά ασύμφορο, εκτός εάν ο χρήστης του κτιρίου είναι διατεθειμένος να προχωρήσει σε κάποια σημαντική ανακαίνιση
Οι διαρκώς αυξανόμενες ανάγκες για την κάλυψη των ενεργειακών απαιτήσεων, η φθορά του φυσικού περιβάλλοντος και τα περιβαλλοντικά προβλήματα διαφαίνονται ολοένα και πιο απειλητικά. Η μόνη λύση πλέον είναι η στροφή στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας σε συνδυασμό με τον πράσινο σχεδιασμό.
