Μονοκατοικία σε επικλινές οικόπεδο 4 στρεμμάτων, στη Θεσσαλονίκη

: Εικ. 2 Φωτορεαλιστική άποψη του συγκροτήματος.

: Eικ. 3 Κάτοψη 1ου ορόφου.

: Εικ. 4 Κάτοψη Ισογείου.

: Εικ. 5 Οι δύο τύποι σκίασης: οριζόντιος με μετακινούμενα πανιά και κατακόρυφος με περιστρεφόμενες περσίδες.

: Εικ. 6 Το κτίριο από το βορρά είναι απόλυτα προφυλαγμένο και ενταγμένο στην υπάρχουσα τοπογραφία.

: Εικ. 7 Εγκάρσιες τομές κατά μήκος του κτιρίου ευνοούν το διαμπερή αερισμό τη συλλογή ομβρίων υδάτων.

Στα πλαίσια των συνεδρίων, αρχιτέκτονες με ανάλογη εξειδίκευση καλούνται να καθοδηγήσουν και να εισάγουν στις βασικές έννοιες και αρχές του βιοκλιματικού σχεδιασμού ομάδες αποτελούμενες από σπουδαστές του Πολυτεχνείου και νέους επαγγελματίες μηχανικούς όλων των ειδικοτήτων.

Στη Θεσσαλονίκη επιλέχθηκε ένα οικόπεδο επικλινές προς το νότο, αδόμητο, συνολικής έκτασης 4 στρεμμάτων, στην περιοχή της Θέρμης, λίγα χιλιόμετρα έξω από την Ανατολική είσοδο της πόλης. Δημιουργήθηκε ένα κτιριολογικό πρόγραμμα που αφορούσε μονοκατοικία για μια πολυμελή οικογένεια, με στόχο την πλήρη ενεργειακή αυτονομία. Ξεκινώντας από τις βασικές αρχές του βιοκλιματικού σχεδιασμού, ο όγκος του κτιρίου δημιουργεί γωνία από 0 έως 30 μοίρες με τον νότο σε δύο παράλληλες γραμμικές διατάξεις στην κάτοψή του. Έχει στρατηγικά τοποθετημένες τομές που διαχωρίζουν τις βασικές λειτουργίες του κελύφους, σε ευθυγράμμιση με τις επικρατούσες, στο μεγαλύτερο μέρος της διάρκειας του χρόνου, βορειοδυτικές κατευθύνσεις του ανέμου. Γίνεται πλήρης εκμετάλλευση της κλίσης του οικοπέδου με στόχο να ενταχθεί το κτίριο όσο καλύτερα γίνεται στην υπάρχουσα τοπογραφία, προσαρμοζόμενο στα δεδομένα του φυσικού εδάφους. Το τελευταίο προσφέρει φυσική μόνωση και αυξημένη θερμική αδράνεια. Οι βασικοί χώροι διημέρευσης χωροθετούνται στο νότο, ενώ οι υγροί χώροι, οι ζώνες κυκλοφορίας και οι βοηθητικές χρήσεις, στο βορρά. Το κτίριο προτείνεται να μονωθεί εξωτερικά με χρήση πλακών διογκωμένης πολυστερίνης στα συμπαγή στοιχεία του κελύφους του, ενώ οι όψεις του αποτελούνται από εναλλαγή τοίχων Trombe – Michel, κατακόρυφων στοιχείων θερμικής μάζας από οπλισμένο σκυρόδεμα και θερμοδιακοπτόμενων πλαισίων και κουφωμάτων αλουμινίου διπλών υαλοστασίων χαμηλής εκπεμπτικότητας, με σύστημα εξωτερικών περιστρεφόμενων περσίδων. Τα δώματα προτείνεται να είναι στο σύνολό τους φυτεμένα με εντατικού τύπου φύτευση. Οι τομές στο σώμα του κτιρίου αποτελούν εγκάρσιες ζώνες συλλογής ενέργειας ή αγαθών. Στις επικλινείς επιφάνειες που δημιουργούνται χωροθετούνται ζώνες καλλιέργειας οπωροκηπευτικών ή συλλέγεται το νερό της βροχής, για επεξεργασία και επαναχρησιμοποίηση στην άρδευση των καλλιεργειών και τα καζανάκια των λουτρών. Η βασική νότια όψη σχεδιάστηκε με τον απλούστερο τρόπο, προκειμένου να επιτρέπει τον απρόσκοπτο και μέγιστο παθητικό ηλιασμό κατά τη χειμερινή περίοδο, ενώ να παρέχει πλήρη κάλυψη κατά τη θερινή αντίστοιχη περίοδο, με χρήση οριζόντιων σκιάστρων από λευκό πανί. Η βόρεια όψη είναι εξολοκλήρου κάτω από την επιφάνεια του εδάφους. Στη δυτική και ανατολική όψη επιλέχθηκε η σχεδόν πλήρης απουσία ανοιγμάτων. Για το φυσικό αερισμό δημιουργήθηκε ένα αίθριο που ενώνει τα δύο επίπεδα του κτιρίου και επιτρέπει το διαμπερή αερισμό των υπνοδωματίων, σε συνδυασμό με ηλιακές καμινάδες στο δώμα, οι οποίες ευνοούν τον εφελκυστικό αερισμό.

Εικ. 8 Θερμική και οπτική συμπεριφορά του κελύφους κατά το καλοκαίρι.

Εικ. 9 Θερμική και οπτική συμπεριφορά του κελύφους κατά το χειμώνα.

Για το φυσικό φωτισμό εξομοιώθηκε, στο πρόγραμμα Ecotect, ένα τυπικό τμήμα του κτιρίου σε διαφορετικές περιόδους του έτους και με όλους τους πιθανούς συνδυασμούς χρήσης των σκιάστρων και των περσίδων. Από την ανάλυση προκύπτει ότι ακόμα και σε νεφοσκεπή ημέρα, στις 21 Δεκεμβρίου και ώρα 12:00, ο δείκτης φυσικού φωτισμού υπερβαίνει το 2%, ενώ το επιθυμητό όριο των 300 Lux επιτυγχάνεται σε όλα τα σενάρια μέχρι και το 75% της ωφέλιμης επιφάνειας. Επιπρόσθετα, δημιουργείται ένα θερμοκήπιο ανάμεσα στο σαλόνι και τον ξενώνα με διπλή χρήση. Τον χειμώνα ζεσταίνει τους χώρους που το πλαισιώνουν, ενώ το καλοκαίρι, όντας πλήρως ανοιγόμενο περιμετρικά, γίνεται ένας σκιασμένος ημιυπαίθριος χώρος. Επιλέχθηκε το κατάλληλο είδος φύτευσης ανάλογα με τον προσανατολισμό, με φυτά αειθαλή στο βορρά και φυλλοβόλα στο νότο. Τα προτεινόμενα μηχανικά συστήματα του κτιρίου είναι ανεμιστήρες οροφής, σύστημα κατακόρυφης γεωθερμίας για ενδοδαπέδια θέρμανση και δροσισμό του χώρου σε συνδυασμό με επικουρικά fan coil οροφής για ψύξη με σύστημα VRV. Συμπληρωματικά, σχεδιάστηκαν ένα σύστημα υπόγειων αεραγωγών για την ελεγχόμενη εισαγωγή νωπού αέρα, ηλιακοί συλλέκτες για τα ζεστά νερά χρήσης και μια συστοιχία φωτοβολταικών με πάνελ των 265 Watt συνολικής ισχύος 10kw. Μεγάλη εξοικονόμηση ενέργειας συντελείται με τη χρήση ενεργειακής εστίας στο κέντρο του σαλονιού, που διανέμει τον θερμό αέρα στους όμορους χώρους, με χρήση ventilater. Το τελευταίο στάδιο της μελέτης ήταν η προκοστολόγηση των προαναφερθέντων συστημάτων. Η παραμετρική σύγκριση του κτιρίου χωρίς ενεργειακές παρεμβάσεις και χρήση ΑΠΕ σε σχέση με το τελικό σενάριο είναι 74.000€, και αναμένεται πλήρης απόσβεση στα 10 έτη χρήσης του κελύφους. Η κατανάλωση ενέργειας για ψύξη, θέρμανση, ΖΝΧ, τεχνητό φωτισμό και συσκευές δεν αναμένεται να υπερβεί τις 9.000 kWh για όλο το έτος, οι οποίες συγκρινόμενες με τις περίπου 13.000 kWh που θα παράγει η φωτοβολταική συστοιχία, συντελούν στο χαρακτηρισμό του κτιρίου ως ικανού να έχει πλήρη ενεργειακή αυτονομία και θετικό ισοζύγιο.