Παθητικά ηλιακά συστήματα_από την παραδοσιακή στη σύγχρονη αρχιτεκτονική

*Στο τέλος της παρουσίασης, ακολουθεί ολόκληρη η διπλωματική εργασία σε μορφή pdf.

Πτυχιακή εργασία τμήματος ανακαίνισης και αποκατάστασης κτιρίων ΤΕΙ Πάτρας

Έρευνα - Επιμέλεια: Στεφανίδης Αλέξανδρος
Επιβλέπουσα καθηγήτρια: Γεωργιάδη Αναστασία
Εξέταση κειμένων: Γεωργιάδου Έλλη

Η παρούσα πτυχιακή εργασία αναπτύσσεται σε πέντε ενότητες.

1η ενότητα: Κλιματική μεταβολή

Τα περιβαλλοντικά προβλήματα, που γνώρισε ο αιώνας μας, μας έκαναν να συνειδητοποιήσουμε τους κινδύνους που απειλούν το κλίμα του πλανήτη και οδήγησαν την παγκόσμια κοινότητα στο να αναλάβει δράσεις για τη σωτηρία του πλανήτη, υιοθετώντας άμεσες και αποτελεσματικές λύσεις στα ζητήματα της ανάπτυξης, που να εγγυώνται οικονομική βιωσιμότητα, κοινωνική συνοχή, ευημερία, ποιότητα ζωής, ασφάλεια και κυρίως υψηλή προστασία του περιβάλλοντος και της ανθρώπινης υγείας.

Οι σύγχρονες κοινωνίες είναι άρρωστες. Μαζί και οι πόλεις, που υφίστανται τις συνέπειες μιας γενικευμένης περιβαλλοντικής κρίσης, αποτέλεσμα των κυρίαρχων αναπτυξιακών λογικών για οικονομική μεγέθυνση, χωρίς όρια, περιορισμούς και κανόνες, που βασίστηκε στην υπερεκμετάλλευση των φυσικών πόρων και επέφερε πλήρη διαταραχή στην ισορροπία των φυσικών οικοσυστημάτων και στη λειτουργία των πόλεων.

Η εποχή μας επιβάλλει, με επιτακτικό τρόπο, μια συνολική αναβάθμιση του κτισμένου περιβάλλοντος και εν γένει, των οικισμών μας και πρέπει να δούμε τις πόλεις και τα κτίρια μας διαφορετικά, ώστε με μεράκι, φροντίδα και ενδιαφέρον να σχεδιάσουμε με ‘ορθό’, άρα και λογικό’ τρόπο τα σύγχρονα κτίρια. Τα κτίρια του αύριο θα είναι υγιή κτίρια, ενεργειακά και περιβαλλοντικά αποδοτικά. Θα προσφέρουν υψηλή ποιότητα, θαλπωρή και άνετες συνθήκες διαβίωσης. Θα είναι όχι μόνο πιο ελκυστικά, αλλά και πιο αποδοτικά, συμβάλλοντας στον περιορισμό των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου – κυρίως co2 – άρα και στην καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής. Αρκεί να λάβουμε σοβαρά υπόψη ότι ο σχεδιασμός των πόλεων και των κτιρίων μας θα πρέπει να υπακούει στους φυσικούς νόμους και στην ‘οικονομία της φύσης’.

Μερικά από τα προβλήματα που πρέπει να επιλύσουμε είναι: το επιταχυνόμενο φαινόμενο του θερμοκηπίου, το λιώσιμο των πάγων, η άνοδος της στάθμης της θάλασσας, ξηρασία, η τρύπα του όζοντος, η όξινη βροχή, το φαινόμενο θερμικής νήσου κ.α.

2η κ 3η ενότητα: Βιοκλιματικός σχεδιασμός – ήλιος, άνεμος κ κτίριο

Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός κτιρίων ή βιοκλιματική αρχιτεκτονική αφορά το σχεδιασμό κτιρίων και χώρων (εσωτερικών και εξωτερικών – υπαίθριων) με βάση το τοπικό κλίμα, με σκοπό την εξασφάλιση συνθηκών θερμικής και οπτικής άνεσης, αξιοποιώντας την ηλιακή ενέργεια και άλλες περιβαλλοντικές πηγές, αλλά και τα φυσικά φαινόμενα του κλίματος.
Η κύρια και πρωταρχική πηγή ενέργειας για τη γη είναι ο ήλιος. Η ηλιακή ακτινοβολία, έχει τροφοδοτήσει και εξακολουθεί να τροφοδοτεί με ενέργεια όλες σχεδόν τις ανανεώσιμες και μη πηγές ενέργειας.
Κάθε ημέρα φτάνει μέσω ακτινοβολίας στην Ελλάδα τόση ηλιακή ενέργεια που θα μπορούσε να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες των κατοίκων της για ενάμισι χρόνο.
Για το Μεσογειακό κλίμα ο ηλιασµός και η ηλιοπροστασία είναι οι βασικότεροι και ουσιαστικότεροι στόχοι του βιοκλιµατικού σχεδιασμού υπαίθριων χώρων. Με ηλιασμό εννοούμε την επιλεκτική έκθεση χώρων στην ηλιακή ακτινοβολία. Ηλιοπροστασία είναι η ηθελημένη αποφυγή της ηλιακής ακτινοβολίας.
Στο εσωτερικό των κτιρίων παρατηρείται η θερμι¬κή διαστρωμάτωση του αέρα. Ο θερμότερος αέρας συγκεντρώνε¬ται στις οροφές των χώρων. Εκεί εγκλωβίζεται μεταξύ των δοκών, στο χώρο πάνω από τα υπέρυθρα, μένει ακίνητος, ακόμη και κατά τη διάρκεια οριζόντιου αερισμού, θερμαίνοντας τις δοκούς και τις πλάκες της ο¬ροφής.
Η απαγωγή του θερμού αέρα µε τη φυσική άνωση μπορεί να εξασφαλιστεί όταν στην ανώτατη ζώνη των εσωτερικών χώρων προβλεφθούν δίοδοι προς τα έξω ή προς τους υπερκείμενους ορόφους. Αυτό συμβαίνει για παράδειγμα σε χώρους που γειτνιάζουν µε κλιμακοστάσια, χωρίς τη μεσολάβηση δοκών, ή όταν µία α¬πό τις εξωτερικές δοκούς ενός χώρου είναι ανεστραμμένη και τα ανοίγματα εκείνης της πλευράς φτάνουν μέχρι την οροφή.

4ο κεφάλαιο: παθητικά ηλιακά συστήματα

Στο κέλυφος του κτιρίου γίνονται ανταλλαγές θερμότητας, ανάμεσα στο κτίριο και το εξωτερικό περιβάλλον του. Τα κύρια αρχιτεκτονικά στοιχεία τα οποία ρυθμίζουν τη θερμική συμπεριφορά του κτιρίου είναι:
• Τα ανοίγματα του
• Η μάζα (δομικά στοιχεία απορρόφησης και αποθήκευσης θερμότητας)
• Οι μονώσεις
• Παθητικά ηλιακά συστήματα

Τα παθητικά ηλιακά συστήματα αποτελούν ‘ήπιες’ τεχνικές και τεχνολογίες, στην ουσία κατασκευές ενταγμένες στο κέλυφος, οι οποίες επαυξάνουν τη δυνατότητα απορρόφησης της ηλιακής ενέργειας και συμβάλλουν αποτελεσματικότερα στην αξιοποίηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Ονομάζονται παθητικά διότι λειτουργούν βάση των φυσικών φαινομένων χωρίς μηχανική υποστήριξη.

Τα παθητικά ηλιακά συστήματα ταξινομούνται σε τρεις μεγάλες κατηγορίες, ανάλογα με τον τρόπο θερμικής λειτουργίας τους:
• σε συστήματα άμεσου ηλιακού κέρδους
• σε συστήματα έμμεσου ηλιακού κέρδους
• σε συστήματα απομονωμένου ηλιακού κέρδους

Η σχέση των παραδοσιακών οικισμών με το περιβάλλον τους ήταν πάντα ιδιαίτερα στενή. Οι κάτοικοι αξιοποιούσαν τη γεωμορφολογία του εδάφους τον προσανατολισμό και το μικροκλίμα της περιοχής ώστε από τη μια πλευρά να προστατευτούν από τις συνθήκες του περιβάλλοντος (ανέμους, ήλιο) και από τυχόν εισβολή, ενώ από την άλλη να εξασφαλίσουν θερμική άνεση και υγιεινές συνθήκες διαβίωσης. Στη συνέχεια, η όλη διάταξη και η μορφή των κτιριακών όγκων και των δρόμων του οικισμού προσαρμόζονταν κατάλληλα, ώστε να ικανοποιούνται οι επιμέρους λειτουργικές ανάγκες.

5ο κεφάλαιο: Παραδείγματα

Σε αυτό το κεφάλαιο αναλύονται 8 κτίρια σε διαφορετικές περιοχές στην Ελλάδα και στο εξωτερικό:

1  Κατοικία στο Ελαιόρεμα – Πανόραμα Θεσσαλονίκης
2  Κατοικία στο Essertines – En – Chatelneuf, Γαλλία
3  Κατοικία στη Στουτγάρδη, Γερμανία
4  Νηπιαγωγείο στο Pliezhausen, Γερμανία
5  Βιοκλιματικό τουριστικό συγκρότημα στα Στύρα Ευβοίας
6  Ακαδημία των Αντίλλων, Μαρτινίκα
7  Οικισμός ParcBIT στη Mallorca
8  Ηλιακή πόλη, Linz – Pichling, Αυστρία

Έρευνα - Επιμέλεια: Στεφανίδης Αλέξανδρος
Επιβλέπουσα καθηγήτρια: Γεωργιάδη Αναστασία
Εξέταση κειμένων: Γεωργιάδου Έλλη

Δείτε ολόκληρη την διπλωματική στο αρχείο pdf

(Το αρχείο pdf , θα παραμείνει για λίγες ημέρες στο site μας.)

 Διπλωματικές & Ερευνητικές Εργασίες - Το greekarchitects.gr, προτείνει μια  θεματική ενότητα, στην οποία παρουσιάζονται πτυχιακές ή ερευνητικές εργασίες φοιτητών από σχολές πολυτεχνείων της Ελλάδας και του εξωτερικού. Οι ενδιαφερόμενοι /νες μπορούν να μας στείλουν την διπλωματική τους εργασία.