Η ES-SO (EUROPEAN SOLAR SHADING ORGANIZATION) είναι ένας μη κερδοσκοπικός οργανισμός που ιδρύθηκε το Δεκέμβριο του 2004 στις Βρυξέλλες. Είναι η ομπρέλα κάτω από την οποία βρίσκονται συγκεντρωμένες οι επαγγελματικές ενώσεις σκίασης των διαφόρων χωρών μελών της Ευρωπαϊκής Ένωσης, ενώ περιλαμβάνει και κάποια μέλη εκτός ΕΕ.

Φιλοδοξία της  ES-SΟ είναι η επίτευξη της εξοικονόμησης ενέργειας στα κτίρια ταυτόχρονα με τη μείωση των εκπομπών άνθρακα, η βελτίωση της ποιότητας ζωής μέσα στα κτίρια με τη αξιοποίηση του φυσικού φωτός της ημέρας και η ανάπτυξη ενός εξειδικευμένου δικτύου επαγγελματιών στα μέλη της ΕΕ.

Η ES-SO γιόρτασε τα 10 χρόνια από την ίδρυσή της με ένα ολοήμερο σεμινάριο στην έκθεση R+T, στη Στουτγκάρδη, την κορυφαία εμπορική διοργάνωση στον κόσμο για τα ρολά, τις πόρτες και τα συστήματα σκίασης. Το σεμινάριο παρακολούθησαν πάνω από 130 άτομα από τη βιομηχανία της σκίασης και των συστημάτων ρολών.

Παράλληλα, o πρόεδρος της ES-SO, Peter Winters, παρουσίασε τη μελέτη με τις θέσεις της ES-SO για το 2015 με τίτλο «Ένα νέο όραμα στη σκίαση» (A new vision on solar shading). Στη μελέτη ο ήλιος και το φυσικό φως της ημέρας αποτελούν θεμελιώδεις έννοιες για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων. Παρακάτω παρουσιάζονται τα σημαντικότερα σημεία της έκθεσης.

Η σημασία της μείωσης των εκπομπών άνθρακα και της ενεργειακής κατανάλωσης στην Ευρώπη

Η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει στόχο να μεταμορφωθεί σε μία υψηλής απόδοσης, ανταγωνιστική, χαμηλή σε εκπομπές άνθρακα οικονομία. Για να το πετύχουν αυτό οι ευρωπαϊκές κυβερνήσεις θα πρέπει να εφαρμοστεί το Ευρωπαϊκό Πακέτο Κλίματος και Ενέργειας (EU Climate and Energy Package) γνωστό για τους 20-20-20 στόχους,  από το 2020 και μετά.

Οι 20-20-20 στόχοι αφορούν:

• 20% βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης
• 20% μείωση των εκπομπών άνθρακα (η οποία ακολουθείται από 40% μείωση των εκπομπών άνθρακα μέχρι το 2030 και 80% μέχρι το 2050) σε σύγκριση με τα επίπεδα του 1990
• 20% μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης της Ευρώπης μέσα από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Στα κτίρια αποδίδεται το 40% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας στην Ευρώπη και το 36% των εκπομπών άνθρακα. Πιο αναλυτικά:

• Το 32% της συνολικής ενέργειας καταναλώνεται από τα μέσα μεταφοράς.
• Το 28% της συνολικής ενέργειας καταναλώνεται από τη βιομηχανία.
• Το 40% της συνολικής ενέργειας καταναλώνεται από τα κτίρια.

Τα 2/3 της ενεργειακής κατανάλωσης των κτιρίων καλύπτουν τις ανάγκες θέρμανσης και ψύξης ενώ  το 80% της ενεργειακής κατανάλωσης χρησιμοποιείται σε μικρά κτίρια, κάτω των 1000τμ.

Οδηγία για την Ενεργειακή Απόδοση των Κτιρίων – Energy Performance Buildings Directive (EPBD)

Η Οδηγία για την Ενεργειακή Απόδοση των Κτιρίων του 2010 δηλώνει ότι από το 2020 όλα τα καινούρια κτίρια θα πρέπει να είναι μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης (“nearly-zero energy buildings” – nZEB) με ταυτόχρονη βελτιστοποίηση της σχέσης ενεργειακής απόδοσης – κόστους. Ιδιαίτερη προσοχή θα πρέπει να δοθεί στη μόνωση και την αεροστέγαση των κτιρίων.

Σύμφωνα με το Trias Energetica concept η πιο αειφόρος ενέργεια είναι η ενέργεια που εξοικονομείται και περιλαμβάνει τα παρακάτω στάδια:

• Μείωση των ενεργειακών απαιτήσεων με την αποφυγή της σπατάλης και την εφαρμογή μέτρων εξοικονόμησης ενέργειας.
• Χρήση αειφόρων πηγών ενέργειας αντί για πεπερασμένα ορυκτά καύσιμα.
• Παραγωγή και χρήση ορυκτών πηγών ενέργειας με όσο το δυνατό πιο αποδοτικό τρόπο.

Το μέλλον στηρίζεται στη σημασία της σκίασης

Γιατί χρειαζόμαστε το κτιριακό κέλυφος?

Το κτιριακό κέλυφος – τα τμήματα του κτιρίου που αποτελούν το κύριο θερμικό φράγμα μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού του κτιρίου – παίζει σημαντικό ρόλο στον καθορισμό των επιπέδων άνεσης, φυσικού φωτισμού και αερισμού αλλά και του ποσοστού ενέργειας που απαιτείται για τη θέρμανση και τη ψύξη ενός κτιρίου.
(OECD /IEA 2013 Technology Road Map – energy efficient building envelopes)

Η εξέλιξη της κατασκευής του κτιριακού κέλυφους από τα παλιά υλικά στη μοντέρνα τεχνολογία.

Ο IEA Technology Roadmap τονίζει τη σημασία του ελέγχου της δυναμικής του ηλίου στην κατασκευή για τη μεταμόρφωση των κτιρίων σε κτίρια μηδενικής ενεργειακής  κατανάλωσης.

Η μηδενική ενεργειακή κατανάλωση στα κτίρια συνεπάγεται τόσο τον έλεγχο της δυναμικής του ήλιου όσο και του φυσικού φωτισμού.

 

Μη αποδοτικά, παλιά χαρακτηριστικά που εξακολουθούν να υφίστανται:

• Ενιαία τζάμια. • Απουσία μόνωσης. • Υψηλή διαρροή αέρα.

Τυπικός κώδικας κατασκευής σε ανεπτυγμένες περιοχές

• Διπλά τζάμια που αντανακλούν τη θερμότητα. • Υψηλά επίπεδα μόνωσης. • Χαμηλή διαρροή αέρα.

Κτίρια μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης

• Εξαιρετικά θερμομονωτικά κουφώματα και έλεγχος ηλιακού δυναμικού. • Βελτιστοποιημένα σχέδια και προσανατολισμοί. • Φυσικό φως ημέρας.

(OECD / IEA 2013 Technology Road Map

Ο δυναμικός έλεγχος του ήλιου αποτρέπει την υπερθέρμανση

Τα κτίρια μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης παρουσιάζουν μία αυξημένη ανάγκη για ψύξη, ώστε να αντιμετωπίσουν την υπερθέρμανση, ακόμα και σε εποχές με χαμηλές θερμοκρασίες, εξαιτίας της υψηλής μόνωσης και αεροστέγασης. Οι εκθέσεις για τις κλιματικές αλλαγές αλλά και η EPBD συστήνουν τη σκίαση σαν μία από τις πιο αποδοτικές ενεργειακά λύσεις  για τη ψύξη των κτιρίων.
(Sources: Overheating in low energy buildings; the influence on solar shading by Per Heiselberg, Aalborg University,

Denmark – Knowledge for climate, climate proof cities, Knowledge for climate research programme – EPBD Recast,

EU Directive 2010/31/EU)

Ο φυσικός φωτισμός εξοικονομεί ενέργεια

Το 30-40% της ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα τυπικό κτίριο γραφείων καταναλώνεται για το φωτισμό. Ο έλεγχος του ηλιακού φωτός με τη χρήση περσίδων και ρολών, μπορεί να οδηγήσει στη χρήση φυσικού φωτισμού με ταυτόχρονη μείωση του απαιτούμενου τεχνητού φωτισμού μέχρι και 80% ενώ εξασφαλίζει και τη παθητική θέρμανση του χώρου.

(Sources: GLES (Guide to low energy saving) BBSA report 2013 – Keep Cool Project, report on summer comfort, 2010)

Η επίδραση του φυσικού φωτισμού στην παραγωγικότητα, την υγεία και την ποιότητα ζωής

Στη σημερινή εποχή, οι άνθρωποι περνούν το 90% της ημέρας σε εσωτερικούς χώρους, σε σύγκριση με 50 χρόνια πριν όπου περνούσαν το 90% της ημέρας εκτός των κτιρίων.
Μελέτες έχουν δείξει ότι το φως της ημέρας βοηθάει τους φοιτητές να έχουν 5-14% καλύτερα αποτελέσματα στις εξετάσεις ενώ αφομοιώνουν τις πληροφορίες 20-26% γρηγορότερα. Αντίστοιχα, οι εργαζόμενοι είναι 18% πιο παραγωγικοί ενώ οι λιανικές πωλήσεις σημειώνουν αύξηση κατά 15-40%. Επιπλέον, η παραγωγικότητα αυξάνεται κατά 23% με τον καλύτερο φωτισμό, κατά 11% με τον καλύτερο εξαερισμό και κατά 3% με τον αυτόνομο έλεγχο της θερμοκρασίας.

Το ευρύτερο φάσμα χρωμάτων του φυσικού φωτός είναι απαραίτητο για τη γενική ευημερία.

Η σκίαση, σε συνδυασμό με τα ευκρινή τζάμια, διασφαλίζει την ποιότητα του φωτός της ημέρας, αλλάζοντας μόνο τον τρόπο με τον οποίο αυτό διαχέεται  και εξασφαλίζοντας ένα πλήρες οπτικό φάσμα του φωτός με τον καλύτερο δείκτη χρωματικής απόδοσης CRI.

Το CRI μετρά πόσο πιστά παρουσιάζονται τα οπτικά χρώματα σε σύγκριση με το ιδανικό ή με το φυσικό φως. Τα παρακάτω διαγράμματα συγκρίνουν το φάσμα των υαλοπινάκων και της σκίασης μαζί με το φάσμα του φυσικού φωτός.

Η ικανότητα να ποικίλει τόσο το κέρδος από το ηλιακό φως όσο και οι θερμικές απώλειες μέσα από την τοποθέτηση σκιάστρων, καταδεικνύει σαφώς την έκταση στην οποία τα δυναμικά συστήματα σκίασης μπορούν να ξεπεράσουν τα στατικά συστήματα υαλοπινάκων των οποίων οι οπτικές ιδιότητες είναι σταθερές.

Η σκίαση σε κτίρια υψηλής ενεργειακής απόδοσης

Ως αναπόσπαστο μέρος του κελύφους του κτιρίου σε κτίρια υψηλής ενεργειακής απόδοσης, η σκίαση έχει εξελιχθεί από μια «απλή συνιστώσα» σε μια «βασική έννοια της διαχείρισης του ηλίου και του φωτός της ημέρας».

Διαχείριση Ηλιακού Φωτός
Για εξοικονόμηση ενέργειας και κόστους	Για αύξηση της άνεσης και βελτίωση της υγείας, της παραγωγικότητας και της ευημερίας.
Ψύξη •  Διατηρεί τη θέρμανση σε συνθήκες καλοκαιριού • Οι δαπάνες για τη θέρμανση θα μετατοπιστούν  προς τη ψύξη, ακόμη  και σε ψυχρότερα κλίματα Θέρμανση •  Αποτυπώνει την ηλιακή ενέργεια σε συνθήκες «χειμώνα» •  Βελτιώνει την μόνωση τις βραδινές ώρες σε συνθήκες  «χειμώνα» Τεχνητός φωτισμός •  Οι μεγάλες γυάλινες επιφάνειες απαιτούνται για να  συλλάβουν αρκετό από το φως της ημέρας και να μειωθεί έτσι το κόστος φωτισμού	Μεγιστοποιεί το φυσικό φως της ημέραςΚρατάει την πλήρη χρωματική απόδοση του μεταδιδόμενου φωτόςΜειώνει το εκτυφλωτικό φως και φιλτράρει το φως της ημέραςΜειώνει την υπερθέρμανση

Η σκίαση σε ανακαινισμένα κτίρια

Τα νέα κτίρια αποτελούν μόνο το 1-1,5% του αριθμού των κατοικιών. Θα χρειαστούν 50 χρόνια για να αντικατασταθούν όλα τα ενεργειακά αποδοτικά παράθυρα στις παλιές κατοικίες.

Υπάρχουν προς το παρόν περίπου 2 δισεκατομμύρια ενεργειακά μη αποδοτικές μονάδες παραθύρων στην Ευρωπαϊκή Ένωση και πάνω από 3 δισεκατομμύρια σε ολόκληρη την Ευρώπη. Από αυτές τις μονάδες παραθύρων στην ΕΕ, το 44% είναι μονά  τζάμια και το 42% είναι διπλά τζάμια χωρίς επικάλυψη.

Για την επίτευξη των στόχων 20-20-20, η βιομηχανία πρέπει να επικεντρωθεί στην ανακαίνιση με την αντικατάσταση των μη αποδοτικών τζαμιών με δυναμικές λύσεις σκίασης. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσμα εξοικονόμηση ενέργειας της τάξης του 40% στην ψύξη και 18% στη θέρμανση.
(Source: Eurowindoor survey based on Window market in Europe, study VFF-Verband Fenster+ Facade 2013. GlassforEurope, Competitive
low carbon economy report, 2012)

Σκίαση και αποτύπωμα άνθρακα

Η σκίαση είναι οικονομικά αποδοτική και εξοικονομεί ενέργεια έως και 60 φορές το αποτύπωμα άνθρακα σε έναν κύκλο ζωής 20 ετών.

Το Ινστιτούτο Würzburg Schweinfurt στη Γερμανία υπολόγισε το ανθρακικό αποτύπωμα για λογαριασμό του Greenhouse Gas Protocol του Παγκόσμιου Ινστιτούτου Πηγών (World Resources Institut-WRI) και του Παγκόσμιου Επιχειρηματικού Συμβουλίου για την Αειφόρο Ανάπτυξη (World Business Council for Sustainable Development-WBCSD).

Οι υπολογισμοί βασίστηκαν σε ένα πρότυπο με εξωτερικές περσίδες, μοτέρ και 80 χιλιοστά ράγες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το 86% των εκπομπών CO₂ προέρχονται από την εξόρυξη των πρώτων υλών και την παραγωγή πρωτογενών προϊόντων. Μόνο το 0,5% έχει δημιουργηθεί κατά τη διάρκεια της κατασκευής. Εάν υποτεθεί ότι η διάρκεια ζωής του προτύπου είναι 20 χρόνια, έως το 11% των εκπομπών CO₂ παράγεται κατά τη φάση λειτουργίας, ενώ οι μεταφορές και η διάθεση μετράνε μόλις το 2,4%.

Κατά τη διάρκεια της ζωής τους, οι εξωτερικές περσίδες δημιουργούν περίπου 150kg εκπομπών CO₂. Ωστόσο, η εξωτερική σκίαση που παρέχουν, εξοικονομεί πάνω από 8.500kg CO₂! Άλλοι τύποι εξωτερικής σκίασης και ιδίως τα εξωτερικά ρολά και οι σίτες με διάφορους τύπους υφασμάτων σκίασης, θα έχουν καλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας και ιστορικό αποτυπώματος άνθρακα, δεδομένου ότι συνήθως παράγουν πολύ λιγότερο CO₂ κατά τη διαδικασία παραγωγής τους.

Μελέτη ES-SO 2014: “Δυναμικές λύσεις σκίασης για κτίρια ενεργειακής απόδοσης ”

Ενεργειακή εξοικονόμηση στη ψύξη

Η δυναμική σκίαση οδηγεί σε εξοικονόμηση ενέργειας άνω του 36%, από το μέσο όρο σε όλους τους τύπους τζαμιών και τις κλιματικές συνθήκες στην Ευρώπη.

Η εξοικονόμηση ενέργειας στην ψύξη είναι υψηλότερη για τις προσόψεις μεταξύ νοτιοανατολικού και δυτικού προσανατολισμού, με τη μέση εξοικονόμηση ενέργειας να ανέρχεται μέχρι και το 59%. Τα υψηλότερα ποσοστά εξοικονόμησης ενέργειας για την ψύξη φτάνουν το 65-70% σε προσόψεις με νοτιοδυτικό προσανατολισμό.

Με τα καλύτερα προϊόντα εξωτερικής σκίασης, η ηλιακή ενέργεια ή οι τιμές g μπορούν να φτάσουν τόσο χαμηλά όσο το 0,02 για όλους τους τύπους των υαλοπινάκων.

Ενεργειακή εξοικονόμηση στη θέρμανση

Η μείωση των τιμών U τη νύχτα, με το κλείσιμο των συστημάτων σκίασης, έχει θετικό αντίκτυπο στη θέρμανση του χώρου, σε όλους τους ευρωπαϊκούς τύπους κλίματος. Το παρακάτω σχήμα δείχνει το ποσοστό της εξοικονόμησης ενέργειας από την ετήσια θέρμανση του χώρου μέσω αυτής της διαδικασίας.

Η μείωση της τιμής φτάνει το 55% για τα μονά και το 40% για διπλά –χωρίς επικάλυψη- τζάμια.

Συμπεράσματα

Η μελέτη της ES-SO παρουσιάζει σαφώς τις επιπτώσεις που έχει η σκίαση στην εξοικονόμηση ενέργειας, ενώ αριθμός των παλαιών παραθύρων είναι πολύ μεγαλύτερος από ό, τι είχε αρχικά υποτεθεί. Η ανακαίνιση στη σκίαση μπορεί να επιτύχει μειώσεις κατά 17 Mtoe σε εξοικονόμηση ενέργειας και 40 Mtoe CO₂ για τη θέρμανση, ενώ τα στοιχεία για τη ψύξη ανέρχονται σε 35 Mtoe εξοικονόμηση ενέργειας και 85 Mtoe CO₂. Η σκίαση είναι μια «ώριμη» τεχνολογία με βαθιές ρίζες στην τοπική κατασκευαστική κουλτούρα και είναι πολύ συχνά παρούσα και ορατή στα κτίρια όλης της Ευρώπης. Μια ευρεία ποικιλία λύσεων και συνδυασμών είναι άμεσα διαθέσιμη για ενεργειακά αποδοτικές ανακαινίσεις.

Οι δυναμικές λύσεις σκίασης είναι ένα ουσιαστικό στοιχείο στην ενεργειακή απόδοση των κτιρίων, προκειμένου να αποφεύγονται οι κίνδυνοι της υπερθέρμανσης λόγω των εξελίξεων στο χώρο της οικοδομής και της κλιματικής αλλαγής.

Η κατάσταση θα επιδεινωθεί εάν η σκίαση δεν γίνει αναπόσπαστο μέρος της δομής του κτιρίου.
Ο συνδυασμός της εξωτερικής και εσωτερικής δυναμικής σκίασης είναι απαραίτητος για την εξοικονόμηση ενέργειας και την υγιή, εσωτερική άνεση, τόσο στα ανακαινισμένα όσο και στα νέα κτίρια. Η σκίαση είναι οικονομικά αποδοτική εξοικονομώντας ενέργεια έως και 60 φορές το αποτύπωμα άνθρακα σε έναν κύκλο ζωής 20 ετών.

Η πρόκληση που αντιμετωπίζει ο κατασκευαστικός κλάδος, προκειμένου να επιτευχθεί ο στόχος της μείωσης εκπομπών CO₂ κατά 40% μέχρι το 2030 και 80% μέχρι το 2050, είναι η ανάπτυξη καινοτόμων, έξυπνων συστημάτων ελέγχου που θα ρυθμίζουν αποτελεσματικά τη λειτουργία ενός ολοκληρωμένου συστήματος σκίασης, τζαμιών, φυσικού αερισμού, HVAC και συστημάτων φωτισμού μέσα σε ένα κοινό πλαίσιο. Η βιομηχανία πρέπει να αναλάβει την αποστολή της εκπαίδευσης του χρήστη: ευαισθητοποίηση με το σωστό τρόπο για να χρησιμοποιηθούν ενεργειακά αποδοτικές κατασκευαστικές λύσεις, παρέχοντας παράλληλα τις επιθυμητές εσωτερικές συνθήκες στους χώρους.

Η διαχείριση του ηλιακού φωτός αυξάνει την εσωτερική και οπτική άνεση, την υγεία και την παραγωγικότητα των κατοίκων και των χρηστών των κτιρίων και για αυτό είναι ζωτικής σημασίας να αποφευχθεί η υπερθέρμανση στα μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης κτίρια.
Η μελέτη της ES-SO υπερτονίζει τον αντίκτυπο που μπορεί να έχει η εξωτερική και εσωτερική σκίαση στην εξοικονόμηση ενέργειας. Η σκίαση είναι πολλά περισσότερα από ένα απλό στοιχείο του κτιρίου. Μια αποδοτική λύση σκίασης είναι μια ιδέα που συνδυάζει τη διαχείριση του ήλιου και του φυσικού φωτός της ημέρας. Αρχιτέκτονες και κατασκευαστές θα πρέπει να την ενσωματώσουν ως βασικό συστατικό σε όλα τα σχέδια τόσο για τα νέα αειφόρα ακίνητα όσο και για τα ανακαινισμένα. Με αυτόν τον τρόπο, θα κάνουν ένα πολύ σημαντικό βήμα στην πορεία για τους στόχους 20-20-20 αλλά θα βοηθήσουν σημαντικά και τη βιωσιμότητα του πλανήτη.