SOLARSIEDLUNG [ΓΕΡΜΑΝΙΑ]

Ο οικισμός Solar Community [Solarsiedlung], σχεδιασμένος από τον αρχιτέκτονα Rolf Disch, χωροθετείται στην περιοχή Vauban στο νοτιοδυτικό άκρο της γερμανικής πόλης Freiburg. Αποτελεί ένα προάστιο το οποίο έχει αναδειχθεί σε ένα μοντέλο αειφορικής διαβίωσης. H πόλη Freiburg έχει χαρακτηριστεί ως η ηλιακή πρωτεύουσα της Ευρώπης, αποτελώντας χαρακτηριστικό παράδειγμα αξιοποίησης και προώθησης των ανανεώσιμων μορφών ενέργειας και του αειφορικού σχεδιασμού από τις δημόσιες στρατηγικές και τον αστικό σχεδιασμό μέχρι τις κατασκευές και τις τεχνολογίες. Θεωρείται μία από τις πιο ηλιόλουστες περιοχές της Γερμανίας με σχετικά ήπιο κλίμα και μέσες ελάχιστες και μέγιστες θερμοκρασίες, 2°C το Ιανουάριο και 20°C τον Ιούλιο αντίστοιχα.

Ο στόχος που τέθηκε το 1996 ήταν η μείωση κατά 25% των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα μέχρι το 2010 σε σχέση με τα επίπεδα του 1992. Για να επιτευχθεί κάτι τέτοιο λήφθηκαν πρωτοβουλίες που αφορούν τα μέσα μαζικής μεταφοράς, τη διαχείριση των απορριμμάτων και τη μείωση στην κατανάλωση ενέργειας. Η κοινότητα Solarsiedlung στο Schlierberg θέλησε να ξεφύγει ακόμα παραπέρα από αυτούς τους στόχους, παράγοντας περισσότερη ενέργεια από όση χρειάζεται για τη λειτουργία της. Χωρίζεται σε δύο επιμέρους ενότητες, την ενότητα των κατοικιών και την ενότητα μικτών χρήσεων που περιλαμβάνει γραφεία και καταστήματα. Η περιοχή και η τοποθεσία της ευνοεί τόσο τον παθητικό όσο και τον ενεργητικό ηλιακό σχεδιασμό. Το χειμώνα η ανάγκη για θέρμανση είναι απαραίτητη, ωστόσο κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού η ανάγκη για ψύξη δεν είναι αναγκαία, εφόσον επιτυγχάνεται επαρκής αερισμός και φυσικός δροσισμός των εσωτερικών χώρων. Ο νότιος προσανατολισμός των βασικών χώρων των κτιρίων, εξυπηρετεί την εκμετάλλευση της ηλιακής ακτινοβολίας για την επίτευξη φυσικού φωτισμού αλλά και θέρμανσης.

[Εικόνα 1] Το κτίριο μικτών χρήσεων περιλαμβάνει γραφεία, καταστήματα και ορισμένα διαμερίσματα ενώ έχει συνολικό μήκος 125 μέτρα

Ο Rolf Disch αναφέρει το Solarship [την ενότητα της κοινότητας με το κτίριο των μικτώ χρήσεων] ως το πιο σύγχρονο κτίριο μικτών χρήσεων, που εκμεταλλεύεται την ηλιακή ακτινοβολία, στην Ευρώπη. Το συγκεκριμένο κτίριο εκτείνεται σε μήκος 125 μέτρων, καταλαμβάνοντας έκταση 6.034 τ.μ. [εικόνα 1]. Στο επίπεδο του ισογείου περιλαμβάνει καταστήματα, στον πρώτο και τον δεύτερο όροφο χώρους γραφείων και πάνω από αυτούς 8 διαμερίσματα, τα οποία έχουν πρόσβαση στη φυτεμένη οροφή. Η περιοχή των κατοικιών περιλαμβάνει 10 κτίρια σε 5 σειρές και συνολικά 50 διαμερίσματα για οικογένειες, τα οποία καταλαμβάνουν έκταση ίση με 6.745 τ.μ. Το σύνολο των 58 διαμερισμάτων της κοινότητας, καθένα από τα οποία καταλαμβάνει έκταση 75-200 τ.μ. φιλοξενούν αυτή τη στιγμή περίπου 170 κατοίκους. Παρά την πυκνότητά της η κοινότητα περιλαμβάνει αρκετούς αξιοποιήσιμους εξωτερικούς χώρους, όπως μπαλκόνια, βεράντες, κήπους με λαχανικά και φυτά, παιδικές χαρές καθώς και μονοπάτια. Η ύπαρξη πεζόδρομων και ποδηλατοδρόμων συνδυάζεται με την απουσία αυτοκινήτων στο εσωτερικό της κοινότητας [εικόνα 2]. Το 60% των κατοίκων δεν χρησιμοποιεί αυτοκίνητο για τις μετακινήσεις του, ωστόσο υπάρχει διαθέσιμος χώρος στάθμευση.

[Εικόνα 2] Το εσωτερικό της κοινότητας, όπου διακρίνεται ο άξονας κίνησης των πεζών και των ποδηλάτων και η βλάστηση που περιβάλει τα κτίρια των κατοικιών

Οι στρατηγικές παθητικού σχεδιασμού καθόρισαν την οικολογική συμπεριφορά της κατασκευής. Το μακρόστενο κτίριο με τα εμπορικά καταστήματα και τους χώρους γραφείων δεν έχει νότιο προσανατολισμό, ωστόσο είναι σχεδιασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να ελαχιστοποιεί την κατανάλωση ενέργειας. Για να το επιτύχει εκμεταλλεύεται όσο το δυνατό περισσότερο το φυσικό φωτισμό και αερισμό. Ο φυσικός φωτισμός παρέχεται από τις ανατολικές και δυτικές προσόψεις του, ενώ ο αερισμός από τις 3 καμινάδες αερισμού που βρίσκονται στην περίμετρό του [εικόνα 3]. Από την άλλη πλευρά, τα διαμερίσματα που βρίσκονται πάνω στο εμπορικό κτίριο, καθώς και αυτά που βρίσκονται στην περιοχή των κατοικιών είναι σχεδιασμένα σύμφωνα με τις βασικές αρχές του παθητικού σχεδιασμού. Ο νότιος προσανατολισμός τους, εκτός από τα παθητικά ηλιακά κέρδη και τη μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης, συμβάλλει και στην παραγωγή ενέργειας με την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συλλεκτών στις επικλινής στέγες.

[Εικόνα 3] Το κτίριο μικτών χρήσεων με τις εκτεταμένες γυάλινες επιφάνειες για την εκμετάλλευση του έμμεσου φυσικού φωτισμού, τις αιολικές καμινάδες για το φυσικό δροσισμό και αερισμό και τους φωτοβολταϊκούς συλλέκτες στις οροφές των κατοικιών για την παραγωγή ενέργειας

Η κατασκευή των διαμερισμάτων διευκολύνει τη διαμόρφωση των εσωτερικών χώρων, ούτως ώστε να καλύπτονται οι ανάγκες και οι απαιτήσεις των χρηστών. Το βασικό σχέδιο περιλαμβάνει το σαλόνι και την τραπεζαρία που βρίσκονται στον πρώτο όροφο και έχουν νότιο προσανατολισμό. Στον ίδιο όροφο αλλά με βόρειο προσανατολισμό βρίσκεται η κουζίνα, ένα μικρό μπάνιο και ένας μικρός χώρος εργασίας. Ο χώρος του σαλονιού και της τραπεζαρίας μπορεί, όταν οι καιρικές συνθήκες το επιτρέπουν, να ανοίγει και να ενσωματώνεται με τους παρακείμενους εξωτερικούς χώρους [εικόνα 4]. Ο δεύτερος όροφος των διαμερισμάτων περιλαμβάνει τα υπνοδωμάτια που είναι τοποθετημένα στο νότο, ένα μπάνιο και ένα χώρο εργασίας στο βορρά ενώ στο κέντρο του βρίσκεται η εσωτερική σκάλα. Τέλος, ο τρίτος όροφος περιλαμβάνει ένα μπαλκόνι που έχει θέα προς το βορρά και στην επόμενη σειρά κατοικιών [εικόνα 5]. Η χωροθέτηση των εσωτερικών δωματίων με αυτό τον τρόπο, σε συνδυασμό με την εκτεταμένη χρήση υάλινων επιφανειών στο νότο, συμβάλει στη μέγιστη εκμετάλλευση της ηλιακής ακτινοβολίας ελαχιστοποιώντας παράλληλα τις διαρροές θερμότητας. Ταυτόχρονα, η χρήση ανοιγμάτων και στη βόρεια όψη συντελεί στην επίτευξη διαμπερούς φυσικού δροσισμού και αερισμού, καθώς και στον έμμεσο ηλιακό φωτισμό. Ωστόσο, η διαφάνεια των νότιων προσόψεων με τα συνεχή και μεγάλα ανοίγματα έρχεται σε αντίθεση με τα μικρά ανοίγματα της συμπαγούς βόρειας πρόσοψης. Ο απαιτούμενος σκιασμός των νότιων όψεων κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού επιτυγχάνεται αξιοποιώντας κυρίως την οροφή του κτιρίου, η οποία έχει ενσωματωμένους τους φωτοβολταϊκούς συλλέκτες, και εξέρχεται από το βασικό όγκο του. Παρόλα αυτά, χρησιμοποιούνται και ορισμένοι άλλοι κινητοί μηχανισμοί σκίασης. Τέλος, η επιλογή των υλικών κατασκευής, των εναλλασσόμενων χρωμάτων, των εξωτερικών επενδύσεων, της βλάστησης και των αναρριχόμενων φυτών έγινε με γνώμονα την επίτευξη ενός ομοιόμορφου αισθητικού αποτελέσματος.

[Εικόνα 4] Νότια πρόσοψη δύο κατοικιών που βρίσκονται πάνω από το κτίριο μικτών χρήσεων. Η φύτευση του δώματος συμβάλλει στη δημιουργία ενός ευχάριστου εξωτερικού χώρου κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού

[Εικόνα 5] Η βόρεια πρόσοψη των κατοικιών είναι σχεδιασμένη με τέτοιο τρόπο ώστε να αξιοποιεί στο μέγιστο βαθμό των έμμεσο ηλιακό φωτισμό και να συντελεί στην επίτευξη φυσικού δροσισμού και αερισμού των εσωτερικών χώρων

Βασικός σχεδιαστικός στόχος της συγκεκριμένης κοινότητας ήταν η επίτευξη ενεργειακής αυτονομίας, αξιοποιώντας τις ανανεώσιμες μορφές ενέργειας όπως η αιολική, η ηλιακή και η βιομάζα. Τα δεδομένα τι συγκεκριμένης τοποθεσίας, όσον αφορά τον προσανατολισμό, είχε ως αποτέλεσμα το μακρόστενο κτίριο να μην ακολουθεί πιστά τις βασικές αρχές του παθητικού ηλιακού σχεδιασμού. Ωστόσο, δεν ισχύει το ίδιο και για τα κτίρια των κατοικιών, τα οποία συμβάλλουν στην παραγωγή ενέργειας. Η ενέργεια που παράγουν αξιοποιείται για τη λειτουργία του εξοπλισμού τους καθώς και για το ζεστό νερό χρήσης, ενώ η θέρμανση τους επιτυγχάνεται με την καύση ροκανιδιών ξύλου. Η παραγωγή ενέργειας από το σύνολο της κοινότητας είναι μεγαλύτερη από αυτή που χρειάζεται για τη λειτουργία της. Για να το πετύχει αυτό, φωτοβολταϊκοί συλλέκτες καλύπτουν το σύνολο των οροφών των κατοικιών. Οι οροφές έχουν νότιο προσανατολισμό και κλίση 22°, η οποία είναι η ιδανικότερη για την ταυτόχρονη μέγιστη παραγωγή ενέργειας αλλά και σκιασμού των εσωτερικών χώρων [εικόνες 6, 7]. Ο οικισμός, τέλος, είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο κοινής ωφέλειας, στο οποίο διοχετεύει το πλεόνασμα της παραγόμενης ενέργειας και λαμβάνοντας ενέργεια από αυτό τις περιόδους που έχει έλλειψη.

[Εικόνα 6] Άποψη τμήματος της περιοχής κατοικιών

[Εικόνα 7] Η οροφή των κτιρίων, πάνω στην οποία είναι ενσωματωμένοι οι φωτοβολταϊκοί συλλέκτες εξέρχεται από το βασικό όγκου συμβάλλοντας στο σκιασμό των εσωτερικών χώρων κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού

Ο οικισμός [εικόνα 8] είναι σχεδιασμένος με σκοπό να ελαχιστοποιεί την κατανάλωση ενέργειας μέσα από τον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό και τον οικολογικό προγραμματισμό. Για να επιτευχθεί κάτι τέτοιο, η σχεδιαστική ομάδα έδωσε έμφαση σε όλες τις κατασκευαστικές και αρχιτεκτονικές λεπτομέρειες. Η ετήσια ζήτηση για θέρμανση των εσωτερικών χώρων εξαρτάται από τη θέση τους και τη ηλιακή ακτινοβολία που λαμβάνουν. Έτσι, τα διαμερίσματα που καταλαμβάνουν τις ακριανές θέσεις των κτιρίων καταναλώνουν, συνήθως, μεγαλύτερη ποσότητα ενέργειας για τη θέρμανσή τους. Η ελαχιστοποίηση της ενεργειακής κατανάλωσης για θέρμανση, οφείλεται κατά κύριο λόγο στην ύπαρξη ενός πολύ καλά θερμομονωμένου κελύφους, το οποίο έχει μέση τιμή u-value=0.28 W/m²K. Για να επιτευχθεί ένα τόσο καλά θερμομονωμένο κέλυφος, οι εξωτερικοί τοίχοι έχουν u-value=0.12 W/m²K, η οροφή των κτιρίων έχει u-value=0.11 W/m²K και τα δάπεδα έχουν u-value=0.16 W/m²K. Ταυτόχρονα, η βέλτιστη αεροστεγάνωση εμποδίζει τη διείσδυση του αέρα και τις απώλειες θερμότητας. Στην ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας σημαντικό ρόλο παίζει και το σύστημα αερισμού με εναλλάκτη θερμότητας καθώς και η χρήση τριπλών υαλοπινάκων υψηλής θερμομονωτικής ικανότητας με u-value=0.7 W/m²K και g-value>55%. Στόχος των υαλοπινάκων είναι η μεγιστοποίηση των ηλιακών κερδών σε όλη τη διάρκεια του έτους. Ο ρόλος ενός πολύ καλά θερμομονωμένου κελύφους στη μείωση της ενέργειας για θέρμανση αποδεικνύεται και από τις αναφορές των χρηστών, οι οποίοι ισχυρίζονται ότι ακόμα και κατά τη διάρκεια του χειμώνα η λειτουργία του συστήματος θέρμανσης είναι πολλές φορές περιττή. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι ότι με εξωτερικές θερμοκρασίες 6°C, οι εσωτερικές διατηρούνται εύκολα στους 24°C, χωρίς την ανάγκη λειτουργίας του συστήματος θέρμανσης.

[Εικόνα 8] Οι οροφές των κτιρίων με νότιο προσανατολισμό είναι καλυμμένες με φωτοβολταϊκούς συλλέκτες, ενώ οι γύαλινες επιφάνειες αποτελούν βασικό στοιχείο του παθητικού ηλιακού σχεδιασμού






Παράλληλα, για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, εγκαταστάθηκαν στις οροφές των κτιρίων φωτοβολταϊκοί ηλιακοί συλλέκτες συνολικής ισχύος 112 kW. Τα διαμερίσματα είναι σχεδιασμένα με τέτοιο τρόπο, ώστε να περιορίζουν την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας σε 10-15 kWh/τ.μ. ετησίως, δηλαδή περίπου στο 1/10 της ενέργειας που θα απαιτούσε μία συμβατική κατοικία. Από την άλλη πλευρά, η κατανάλωση ενέργειας του κτιρίου μικτών χρήσεων ανέρχεται σε 10-20 kWh/τ.μ. ετησίως. Συστήματα και τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας είναι αντλίες θερμότητας, συστήματα ανάκτησης θερμότητας, ηλιακοί συλλέκτες για την παραγωγή ζεστού νερού και φωτοβολταϊκοί συλλέκτες.

Σε κάθε κατοικία αντιστοιχούν κατά μέσο όρο 0,36 τ.μ. φωτοβολταϊκών συλλεκτών για κάθε τετραγωνικό μέτρο εσωτερικού χώρου. Ωστόσο, δεν αντιστοιχεί σε όλες τις κατοικίες ίδια έκταση φωτοβολταϊκών συλλεκτών αλλά κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 0,21-0,51 τ.μ/τ.μ ωφέλιμου εσωτερικού χώρου. Κάθε κατοικία έχει το δικό της σύστημα φωτοβολταϊκών συλλεκτών, βασισμένο στις ανάγκες και το μέγεθος της. Έτσι, η εγκατεστημένη ισχύς ανά κατοικία ποικίλει μεταξύ 3-12 kW. Η συνολική εγκατεστημένη ισχύς των φωτοβολταϊκών συλλεκτών του οικισμού, τα οποία καταλαμβάνουν συνολική έκταση 3.150 τ.μ., ξεπερνά τα 455 kW [εικόνα 9]. Τα 333 kW προέρχονται από τα κτίρια αμιγώς κατοικιών και τα 112 kW από το κτίριο μικτών χρήσεων. Όσον αφορά την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, το κτίριο μικτών χρήσεων καταναλώνει κατά μέσο όρο 17 kWh/τ.μ. ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως, ενώ παράγει 18 kWh/τ.μ. Από την άλλη πλευρά, κάθε διαμέρισμα καταναλώνει κατά μέσο όρο 2.200 kWh ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως, ενώ παράγει 6.280 kWh. Για να γίνει αντιληπτή η κατανάλωση ενέργειας σε σχέση με άλλες περιοχές του δυτικού κόσμου, αξίζει να αναφερθεί ότι μία μέση κατοικία στην Καλιφόρνια καταναλώνει την τριπλάσια ενέργεια, στο Οντάριο του Καναδά την πενταπλάσια και στο Τέξας την εξαπλάσια.

[Εικόνα 9] Η εκτεταμένη χρήση φωρτοβολταϊκών συλλεκτών στις οροφές των κτιρίων έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή μεγαλύτερης ποσότητας ενέργειας από αυτή που χρειάζεται συνολικά η κοινότητα για τη λειτουργία της

Εκτός όμως, από την ελαχιστοποίηση της ενεργειακής κατανάλωσης, κατά το σχεδιασμό, δόθηκε έμφαση και στη δημιουργία εσωτερικών χώρων υψηλής ποιότητας διαβίωσης και υγιεινής. Αυτό επιτεύχθηκε με την επιλογή των κατάλληλων συστημάτων και υλικών. Το σύστημα αερισμού, το οποίο χρησιμοποιεί και εναλλάκτη θερμότητας για να εκμεταλλεύεται τη θερμότητα του αέρα που εξέρχεται από το κτίριο, βεβαιώνει ότι η ποιότητα του εσωτερικού αέρα είναι καλή και ότι το κτίριο 'αναπνέει'. Η χρήση δαπέδων από λινόλεουμ και ξύλο στους εσωτερικούς χώρους συμβάλλει στη διατήρηση των επιπέδων υγρασίας σε φυσιολογικά επίπεδα. Ενώ, αποφεύγεται η χρήση διαλυτών που χρησιμοποιούν υλικά όπως οι μοκέτες, οι κόλλες και τα PVC, τα οποία εκλύουν πτητικές ουσίες και μειώνουν την ποιότητα του εσωτερικού αέρα.

Οι κάτοικοι με τη σειρά τους, φαίνεται ότι απολαμβάνουν να ζουν σε μία κοινότητα [εικόνα10] η οποία συμβάλλει στην εξοικονόμηση των φυσικών πόρων, τους παρέχει εύκολη και γρήγορη πρόσβαση στα μέσα μαζικής μεταφοράς και τους παρέχει ένα περιβάλλον διαβίωσης υψηλής ποιότητας. Έτσι, φαίνεται ότι ο παθητικός σχεδιασμός δεν είναι απλά ένας τρόπος βελτίωσης της ενεργειακής απόδοσης των κατασκευών αλλά και ένας τρόπος ζωής, καταδεικνύοντας ότι η υψηλή ποιότητα διαβίωσης δεν λειτουργεί απαραίτητα εις βάρος του φυσικού περιβάλλοντος. Η κοινότητα Solarsiedlung αποδεικνύει ότι όχι μόνο μπορεί να επιτευχθεί μηδενικό ετήσιο ισοζύγιο ενεργειακής κατανάλωσης, αλλά ακόμα και επιπλέον παραγωγή ενέργειας από αυτή που το σύνολο της κοινότητας χρειάζεται. 

[Εικόνα 10] Πανοραμική άποψη της βόρειας πλευράς της κοινότητας, όπου διακρίνεται τόσο η περιοχή κατοικιών όσο και το κτίριο μικτών χρήσεων

0 σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου