Από αυτήν την ανάρτηση πρόκειται να ορίσουμε τα βασικά σημεία ή τις βάσεις που πρέπει να λαμβάνουμε υπόψη σε κάθε κέλυφος κτιρίου προκειμένου να προσδιορίσουμε τα κλειδιά σε ενεργειακά αποδοτικά κτίρια.
Μετά από προηγούμενη μελέτη, και φροντίζοντας το φάκελο στο Κτήριο, μπορούμε να προσδιορίσουμε τρία σημεία.
- Μείωση ηλιακών θερμικών φορτίων.
- Χρήση φυσικού αερισμού.
- Έλεγχος φυσικού φωτισμού.
Αυτές οι στρατηγικές θα χρησιμεύσουν ως οδηγός που θα εφαρμοστεί σε καθένα από τα διαφορετικά αρχιτεκτονικά στοιχεία και τις εγκαταστάσεις, τον εξοπλισμό και τα έπιπλα.
ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΗΛΙΑΚΩΝ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ
Πρώτα πρέπει να προσδιορίσουμε τις πηγές μέσω των οποίων η θερμότητα διεισδύει στα Κτίρια:
- ο Ήλιος: Η άμεση και διάχυτη ηλιακή ακτινοβολία φτάνει στο κτίριο από τον ήλιο και τον ουρανό, καθώς και με ανάκλαση από κοντινές επιφάνειες (albedo).
- ο αέρας: κατά τη διάρκεια της ημέρας ο ήλιος αυξάνει τη θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα μέσω του εδάφους και των σωματιδίων που περιέχονται σε αυτό. Τη νύχτα, απουσία ήλιου, ο αέρας, λόγω της συσσώρευσης θερμότητας, διατηρεί ένα επίπεδο εξωτερικής θερμοκρασίας που στις τροπικές περιοχές δεν παρουσιάζει μεγάλο θερμικό άλμα μεταξύ ημέρας και νύχτας.
- Άλλες πηγές θερμότητας: οι χρήστες, ανάλογα με το μεταβολισμό και τη δραστηριότητά τους, εκπέμπουν θερμότητα στο περιβάλλον. Ομοίως, οι εγκαταστάσεις, ο εξοπλισμός και οι ηλεκτρικές συσκευές παράγουν θερμότητα σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό ανάλογα με τον σκοπό και την απόδοσή τους.
Οι πιο σημαντικές αιτίες θέρμανσης στο εσωτερικό των κτιρίων είναι ο ήλιος, ο οποίος δρα ουσιαστικά με δύο τρόπους
• Άμεση διείσδυση μέσω ανοιγμάτων και υαλοπινάκων.
• Θέρμανση αδιαφανών εξωτερικών περιβλημάτων και επακόλουθη μετάδοση στο εσωτερικό.
Αν αναλύσουμε το εξωτερικό περιβάλλον, τόσο η ηλιακή ακτινοβολία όσο και η θερμοκρασία του αέρα υπακούουν σε κύκλους 24 ωρών που επαναλαμβάνονται συνεχώς. Εξωτερικά, η θερμοκρασία του αέρα και των εξωτερικών επιφανειών του κελύφους του κτιρίου βρίσκεται στο χαμηλότερο επίπεδο πριν την αυγή. Καθώς ο ήλιος ανατέλλει στον ουρανό, η θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα αυξάνεται μέχρι να φτάσει στη μέγιστη τιμή του και ταυτόχρονα μια ροή θερμότητας που προκαλείται από άμεση, διάχυτη ή ανακλώμενη ηλιακή ακτινοβολία αποθηκεύεται στο περίβλημα. Ο φάκελος αποθηκεύει θερμότητα σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό και στη συνέχεια τη μεταδίδει στο εσωτερικό. Αυτή η διαδικασία εξαρτάται από τις θερμοφυσικές ιδιότητες και τα επιφανειακά χαρακτηριστικά των κατασκευαστικών συστατικών. Ο μηχανισμός μετάδοσης θερμότητας συνδέεται με δύο πολύ σημαντικές έννοιες:
-. Απόσβεση: αντιπροσωπεύεται από τη διαφορά μεταξύ της μέγιστης εσωτερικής θερμοκρασίας και της μέγιστης εξωτερικής θερμοκρασίας.
-. Lag ή lag: αντιπροσωπεύεται από τη διαφορά, σε μονάδες χρόνου, μεταξύ της μέγιστης εξωτερικής και εσωτερικής θερμοκρασίας.
Η έννοια της θερμικής μάζας ή της θερμικής αδράνειας ενός κτιρίου αναφέρεται στο χαρακτηριστικό που έχει το κτίριο ως σύνολο να μειώνει τη θερμότητα που πέφτει πάνω του και να τη μεταδίδει στο εσωτερικό με καθυστέρηση.
• Εάν η θερμική αδράνεια είναι ισχυρή, ο χρόνος καθυστέρησης και η απόσβεση είναι μεγάλα και το κτίριο λέγεται ότι είναι βαρύ.
• Εάν η θερμική αδράνεια είναι ασθενής, ο χρόνος καθυστέρησης και η απόσβεση είναι μικρές και το κτίριο λέγεται ότι είναι ελαφρύ.
Η ισχυρή θερμική αδράνεια είναι κατάλληλη για κτίρια σχεδιασμένα για ημερήσια λειτουργία με συστήματα κλιματισμού, για παράδειγμα για κυβερνητικά κτίρια και κτίρια γραφείων. Η ασθενής και η μεσαία αδράνεια είναι πιο κατάλληλα για κτίρια για καθημερινή και νυχτερινή χρήση με φυσικό αερισμό. Τα κτίρια, ανάλογα με τις ανάγκες χρήσης και τα κλιματικά χαρακτηριστικά, μπορούν να ρυθμιστούν περιβαλλοντικά με ενεργητικό ή παθητικό τρόπο. Σε κάθε περίπτωση, μια κατάλληλη στρατηγική σχεδιασμού πρέπει να ακολουθεί τις ακόλουθες οδηγίες:
- Επαρκής υλοποίηση, σχήμα και προσανατολισμός του κτιρίου.
- Αξιοποιώντας το αστικό περιβάλλον και εξωραϊσμό για σκίαση.
- Χρήση αντηλιακής προστασίας και άλλων τεχνικών αντηλιακής μπλοκαρίσματος.
- Επιλογή αδιαφανών κατασκευαστικών εξαρτημάτων με βάση τη θερμική αδράνεια και τα επιφανειακά χαρακτηριστικά τους.
- Επαρκής επιλογή τεχνολογιών προσόψεων παραθύρων και γυαλιού.
ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ ΤΟΥ ΦΥΣΙΚΟΥ ΑΕΡΙΣΜΟΥ
Ο φυσικός αερισμός ορίζεται ως η διαδικασία ανταλλαγής αέρα από το εσωτερικό ενός κτιρίου με καθαρό αέρα από το εξωτερικό, χωρίς τη χρήση ενεργοβόρων μηχανικού εξοπλισμού όπως κλιματιστικά ή ανεμιστήρες. Η κίνηση του αέρα προκαλείται από τη διαφορά πίεσης, η οποία έχει δύο πηγές: διαβάθμιση θερμοκρασίας ή δυναμική επίδραση του ανέμου όταν χτυπά στο κτίριο.
Ο φυσικός αερισμός, που χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με μόνωση, θερμική μάζα και αντηλιακή προστασία, μπορεί να μειώσει ή να εξαλείψει την ανάγκη για κλιματισμό εσωτερικού χώρου. Για να μεγιστοποιηθούν οι ευκαιρίες για φυσικό αερισμό ενός κτιρίου, πρέπει να εξασφαλιστεί απεριόριστη πρόσβαση στους εξωτερικούς ανέμους. Η ταχύτητα του αέρα σε ένα περιβάλλον εξαρτάται από την ταχύτητα του προσπίπτοντος ανέμου και τα πεδία πίεσης που δημιουργούνται γύρω από το κτίριο, τα οποία καθορίζονται από τη διάταξη και το σχήμα του κτιρίου, τη διαπερατότητα των προσόψεων και την κατανομή. περιβάλλοντα.
Η συμπεριφορά του αέρα γύρω και μέσα στο κτίριο διέπεται από τις ακόλουθες αρχές:
• Η κίνηση του αέρα μέσα στα κτίρια βασίζεται στη βασική αρχή της «ισορροπίας πίεσης» μεταξύ των περιβαλλόντων. Όσο διατηρείται μια διαφορά πίεσης, λαμβάνει χώρα μια συνεχής διαδικασία κυκλοφορίας του αέρα.
• Σε σύγκρουση με το κτίριο, ο άνεμος προκαλεί διαφορές πίεσης μεταξύ των πλευρών. Με αυτόν τον τρόπο, ο αέρας μετακινείται από την προσήνεμη ζώνη (πίεση +) στην υπήνεμη ζώνη (πίεση -), μέσω των ανοιγμάτων.
• Μια μορφή κτιρίου που προκαλεί μεγαλύτερες διαταραχές στην κίνηση του ανέμου θα δημιουργήσει μεγαλύτερες διαφορές πίεσης.
• Ο αέρας τείνει να εισέρχεται από τα ανοίγματα που βλέπουν την πρόσπτωση του ανέμου και να εξέρχεται από τα υπόλοιπα ανοίγματα, ανάλογα με τις διαστάσεις, τη θέση και τον τύπο του παραθύρου.
• Εάν ένα περιβάλλον έχει μόνο μία τρύπα προς τα έξω, δημιουργείται μια ουδέτερη ζώνη όπου ο αέρας μπαίνει από πάνω και φεύγει από κάτω, με μικρή ανανέωση της ίδιας.
Για την αποτελεσματική εκμετάλλευση του φυσικού αερισμού, το κτίριο και τα κατασκευαστικά στοιχεία πρέπει να είναι σωστά προσανατολισμένα. Θα πρέπει επίσης να υπάρχουν ανοίγματα και παράθυρα που προάγουν τον διασταυρούμενο αερισμό μέσα στα δωμάτια. Μια κατάλληλη αρχιτεκτονική απάντηση πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη τα χαρακτηριστικά του οικοπέδου και το αστικό πλαίσιο. Οι στρατηγικές σχεδιασμού μπορούν στη συνέχεια να συνοψιστούν στις ακόλουθες συστάσεις:
- Επαρκής διάταξη και σχήμα του κτιρίου για μεγαλύτερη κίνηση του αέρα γύρω και μέσα στα κτίρια.
- Χρήση εξωραϊσμού για διοχέτευση της κίνησης του αέρα εντός του οικοπέδου.
- Θέση και μεγέθη παραθύρων ή/και ανοιγμάτων που διεγείρουν την κυκλοφορία και την ανανέωση του αέρα.
- Υψηλή διαπερατότητα στις προσόψεις και τους εσωτερικούς τοίχους.
ΕΛΕΓΧΟΣ ΦΩΤΙΣΜΟΥ
Ο ήλιος είναι η φυσική πηγή του ημερήσιου φωτισμού και η επίδρασή του εξαρτάται από τη γεωγραφική θέση, επομένως τα χαρακτηριστικά φωτισμού του ουρανού καθορίζονται από το γεωγραφικό πλάτος, το υψόμετρο και τις κλιματικές συνθήκες κάθε περιοχής. Αυτό που αντιλαμβανόμαστε ως φως είναι το ορατό φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από τον ήλιο, μεταξύ 380 και 780 nm. Αυτό το φως λαμβάνεται απευθείας στις προσόψεις που προσανατολίζονται στον άξονα ανατολής-δύσης, και διάχυτα, λόγω των πολλαπλών ανακλάσεων του φωτός στο ουράνιο θόλο στους άλλους προσανατολισμούς.
>
Η επαρκής χρήση του φυσικού φωτός απαιτεί γνώση των θεμελιωδών ιδιοτήτων, της μετάδοσης και της ανάκλασης:
• Μετάδοση: τα λεγόμενα αδιαφανή σώματα, όταν εκτίθενται στην ηλιακή ακτινοβολία, εμποδίζουν τη δίοδο του φωτός, δημιουργώντας έτσι σκιές πίσω τους. Άλλα σώματα εκπέμπουν μεγάλο μέρος του προσπίπτοντος φωτός, γι' αυτό και ονομάζονται διαφανή ή ημιδιαφανή. Το προσπίπτον φως κατανέμεται με τρεις τρόπους: ανάκλαση (r), απορρόφηση (a) και διαπερατότητα (t), που καθορίζουν τις ιδιότητες των σωμάτων, μέσω της σχέσης:
r + a + t = 1
Στην περίπτωση των αδιαφανών σωμάτων
t = 0 και έτσι r + a = 1
Τα ημιδιαφανή υλικά μεταδίδουν μεγάλο μέρος του προσπίπτοντος φωτός, αλλά διακόπτοντας την ευθεία διαδρομή του, διασκορπίζεται προς όλες τις κατευθύνσεις και οδηγεί σε διάχυτο φως.
• Αντανάκλαση: είναι μια ιδιότητα που σχετίζεται με τη συμπεριφορά του φωτός όταν ανακλάται από μια επιφάνεια. Εάν οι παράλληλες ακτίνες του προσπίπτοντος φωτός όταν ανακλώνται από μια επιφάνεια συνεχίζουν να είναι παράλληλες, ονομάζεται κατοπτρική ανάκλαση και η επιφάνεια σε αυτή την περίπτωση είναι επίπεδος καθρέφτης. Οι βασικοί κανόνες της γεωμετρικής οπτικής ισχύουν για αυτόν τον τύπο επιφάνειας.
Σε μια ματ επιφάνεια, το προσπίπτον φως αντανακλάται προς όλες τις κατευθύνσεις και παράγει διάχυτο φως. Συχνά, και ανάλογα με το υλικό και το χρώμα της επιφάνειας, θα παράγεται ένα μείγμα κατοπτρικών και διάχυτων ανακλάσεων, επομένως δημιουργούνται δύο τύποι ανακλάσεων που ονομάζονται ημιδιάχυτες και διάσπαρτες. Υλικά και χρώματα με υψηλή διαπερατότητα ή/και ανακλαστικότητα είναι καθοριστικοί σχεδιαστικοί παράγοντες για την αξιοποίηση του φυσικού φωτισμού και για τον εξορθολογισμό της κατανάλωσης ενέργειας. Η ιδιότητα ανάκλασης των κατόπτρων επιτρέπει την πρακτική χρήση τους στην αρχιτεκτονική για την αγωγή ή την ανακατανομή του φυσικού φωτός, όπως στην περίπτωση των αγωγών φωτισμού και των ηλιακών δίσκων.
Συνοπτικά, μια επαρκής στρατηγική για την ελεγχόμενη χρήση του φυσικού φωτός θα πρέπει να βασίζεται στις ακόλουθες συστάσεις:
• Προσανατολισμός και προστασία παραθύρων και άλλων ανοιγμάτων, με σκίαστρα, μαρκίζες, πλέγματα, περσίδες ή άλλα μέσα φραγής των ηλιακών κερδών.
• Χρήση κρυστάλλων υψηλής τεχνολογίας που επιτρέπουν την κατάλληλη μετάδοση φυσικού φωτός με ελεγχόμενη αύξηση της ηλιακής θερμότητας.
• Θέση και κατάλληλα μεγέθη παραθύρων και άλλων ανοιγμάτων ανάλογα με τη χρήση και τις ογκομετρικές αναλογίες του περιβάλλοντος.
• Χρήση εσωτερικών φινιρισμάτων σε ανοιχτά και ανακλαστικά χρώματα.
• Χρήση ανακλαστικών επιφανειών για την ανακατεύθυνση του φωτός και την παροχή περιβαλλόντων με περισσότερο και καλύτερο φυσικό φωτισμό.
• Έλεγχος της εξωτερικής και εσωτερικής θάμβωσης των κτιρίων.
Έκλεψε άρθρο από το Πανεπιστήμιο της Βενεζουέλας (Σχολή Αρχιτεκτονικής και Πολεοδομίας)
