Βαρδουλάκης Ε., Καραμάνης Δ., Μιχαλακάκου Π. Τμήμα Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων, Πανεπιστήμιο Δυτικής Ελλάδας 30100, Αγρίνιο

Transcript

1 ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΣΤΙΚΗΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΝΗΣΙΔΑΣ ΣΤΗ ΔΥΤΙΚΗ ΕΛΛΑΔΑ ΚΑΙ ΤΡΟΠΟΙ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗΣ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ Βαρδουλάκης Ε., Καραμάνης Δ., Μιχαλακάκου Π. Τμήμα Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων, Πανεπιστήμιο Δυτικής Ελλάδας 30100, Αγρίνιο Ασημακοπούλου Μ.Ν. Ομάδα Μελετών Κτιριακού Περιβάλλοντος, Τομέας Φυσικής Περιβάλλοντος- Μετεωρολογίας, Εθνικό Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Στα πλαίσια της έλλειψης της μελέτης του φαινομένου της αστικής θερμικής νησίδας σε επαρχιακές Ελληνικές πόλεις, η παρούσα εργασία παρουσιάζει και αναλύει τα αποτελέσματα της μελέτης του φαινομένου της αστικής θερμικής νησίδας στη Δυτική Ελλάδα. Στόχος της εργασίας είναι να μελετήσει την ύπαρξη της αστικής θερμικής νησίδας στην πόλη του Αγρινίου, καθώς και να προσδιορίσει την ένταση και τη μορφή της. Για το σκοπό αυτό ένα δίκτυο αισθητήρων θερμοκρασίας σε συνδυασμό με μετεωρολογικό σταθμό αναπτύχθηκε στην πόλη και θερμοκρασιακά δεδομένα συλλέχθηκαν για το σχηματισμό του θερμικού της προφίλ. Τα αποτελέσματα δείχνουν έντονη παρουσία του φαινομένου κυρίως κατά τις βραδινές ώρες και ένταση θερμικής νησίδας που φτάνει και τη μέση τιμή των 3.8 ο C το μήνα Αύγουστο. Για την αντιμετώπιση του φαινομένου και τη βελτίωση της θερμικής άνεσης εντός των κτηρίων της πόλης, μελετήθηκε η περίπτωση χρήσης υδρόφιλων ενεργειακών υλικών σαν επικάλυψη οροφών, για μείωση της ροής θερμότητας από την οροφή με εξατμιστικό δροσισμό. Η μελέτη περιλάμβανε την ανάπτυξη πειραματικής διάταξης αεροσήραγγας για τη δοκιμή των υλικών, με προσομοίωση των καιρικών συνθηκών της πόλης κατά του καλοκαιρινούς μήνες, όπου και το φαινόμενο της αστικής θερμικής νησίδας είναι πολύ έντονο. Τα αποτελέσματα δείχνουν μείωση της θερμοκρασίας του υλικού σε σύγκριση με το τσιμέντο έως και 5 ο C, κάτι που αποδεικνύει ότι ο εξατμιστικός δροσισμός αποτελεί μια από τις αποδοτικές μεθόδους αντιμετώπισης του φαινομένου. 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σήμερα με στοιχεία του Οργανισμού Ηνωμένων Εθνών, πάνω από το 50% του πληθυσμού της γης ζει στις πόλεις. Ιδιαίτερα στις πιο ανεπτυγμένα περιοχές, το ποσοστό αυτό αγγίζει το 75% (Population Reference Bureau, 2010). Οι ιλιγγιώδεις ρυθμοί αστικοποίησης και βιομηχανοποίησης κατά τη διάρκεια του τελευταίου αιώνα είναι προφανές ότι έχουν φθείρει ανεπαίσθητα την ποιότητα του αστικού περιβάλλοντος. Η έλλειψη ελέγχου στη δόμηση των πόλεων είχε σημαντικές επιπτώσεις

2 στο μικροκλίμα τους καθώς και στην ενεργειακή απόδοση των κτηρίων, που καταναλώνουν πλέον περίπου το 40% της ενέργειας στην Ευρώπη. Το Αγρίνιο είναι μια μεσαία επαρχιακή πόλη της Ελλάδας, με πληθυσμό που δεν ξεπερνά τους κατοίκους. Βρίσκεται μεταξύ τεσσάρων λιμνών και του ποταμού Αχελώου, που επηρεάζουν ισχυρά το κλίμα της πόλης, το οποίο χαρακτηρίζεται από υψηλές θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού (έως 44 C), αλλά και υψηλές υγρασίες (55%-75%) και βροχοπτώσεις κατά τη διάρκεια του έτους (ΕΜΥ, 2011). Η πρωινή δραστηριότητα στο κέντρο της λόγω συρροής κατοίκων από γύρω περιοχές, έχει σαν αποτέλεσμα κυκλοφοριακή συμφόρηση, πολύ έντονη για το μέγεθος της πόλης και φυσικά παραγωγή ανθρωπογενούς θερμότητας. Η κτηριακή δομή (σχήμα 1) είναι όμοια με αυτή των περισσοτέρων Ελληνικών επαρχιακών πόλεων, με ψηλές πολυκατοικίες και στενούς δρόμους στο κέντρο της πόλης (αναλογία ύψους/πλάτους δρόμου > 0.7). Το γεγονός αυτό δυσκολεύει τη ροή αέρα και το φυσικό αερισμό της πόλης (δημιουργία αστικών χαραδρών), συμβάλλοντας έτσι στο να διατηρούνται υψηλές θερμοκρασίες στο κέντρο της, ιδιαίτερα κατά τις βραδινές ώρες. Η δομή της πόλης βελτιώνεται αισθητά εκτός του κέντρου της, όπου το πλάτος των δρόμων μεγαλώνει και διευκολύνεται η φυσική κίνηση του αέρα με μικρής έντασης ρεύματα. Σχήμα 1: Κτηριακή δομή του κέντρου της πόλης του Αγρινίου στην οδό Παπαστράτου

3 Η αλλαγή στο κλίμα των πόλεων έχει τεκμηριωθεί επιστημονικά κατά το δεύτερο μισό του 20 ου αιώνα και ονομάζεται φαινόμενο αστικής θερμικής νησίδας (Α.Θ.Ν). Σαν Α.Θ.Ν. ορίζουμε την θερμοκρασιακή διαφορά που παρουσιάζουν οι αστικές περιοχές από τα περίχωρά τους και που οφείλεται κυρίως στη χρήση υλικών με υψηλή απορρόφηση ηλιακής ακτινοβολίας, τον κακό σχεδιασμό και εξαερισμό των πόλεων καθώς και την αύξηση της ανθρωπογενούς θερμότητας λόγω κλιματισμού και μετακινήσεων. 2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΣΑ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ Α.Θ.Ν. Για την πραγματοποίηση της έρευνας, ένα δίκτυο 9 μικροκαταχωρητών θερμοκρασίας (Hobo Pro v2) μέσα σε κλωβούς Stevenson (σχήμα 2), εγκαταστάθηκε σε επιλεγμένα μέρη της πόλης (σχήμα 3), σύμφωνα με την παρακάτω μεθοδολογία: Σχήμα 2: Μικροκαταχωρητής Hobo (αριστερά) και κλωβός προστασίας (δεξιά) 1. Εντοπισμός θέσεων αστικών χαραδρών στον ιστό της πόλης 2. Επιλογή τοποθεσιών όπου η υψηλή παραγωγή ανθρωπογενούς θερμότητας είναι προφανής 3. Απόσταση 3 έως 6m από το έδαφος 4. Όσο το δυνατόν παρόμοιος προσανατολισμός 5. Ποικίλες ακτινικές αποστάσεις από το κέντρο της πόλης: από 0.1 έως 3km 6. Δοκιμαστική περίοδος αισθητήρων και εκτίμηση πρώτων αποτελεσμάτων 7. Οριστικοποίηση των θέσεων των αισθητήρων και καταγραφή δεδομένων ανά 10 λεπτά 8. Συλλογή δεδομένων με το λογισμικό HOBOwarePro

4 Ταυτόχρονα με τη συλλογή θερμοκρασιακών δεδομένων από το κέντρο και τα περίχωρα της πόλης, καταγράφονταν και μετεωρολογικοί παράμετροι,όπως ταχύτητα, κατεύθυνση ανέμου και σχετική υγρασία από το μετεωρολογικό σταθμό που λειτουργεί στην οροφή του πανεπιστημιακού ιδρύματος. Σχήμα 3: Σημεία τοποθέτησης των αισθητήρων και του μετεωρολογικού σταθμού στην πόλη του Αγρινίου Τα δεκάλεπτα δεδομένα από τον κάθε αισθητήρα συνοψίστηκαν σε μέσες ωριαίες τιμές θερμοκρασιών και εισήχθηκαν σε περιβάλλον SPSS σε συνδυασμό με τα ανεμολογικά δεδομένα,τη σχετική υγρασία και άλλες ανεξάρτητες μεταβλητές (εποχή, μήνας, καταγραφή ημέρας ή νύχτας). Ακολούθησε η στατιστική ανάλυση των δεδομένων με χρήση ανεξάρτητων και εξαρτημένων μεταβλητών. 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΕΝΤΑΣΗ Α.Θ.Ν ΣΤΗΝ ΠΟΛΗ ΤΟΥ ΑΓΡΙΝΙΟΥ Στον πίνακα 1 παρουσιάζεται ο μέσος όρος θερμοκρασιών για όλους τους αισθητήρες κατά τη διάρκεια 6 μηνών του Ο σταθμός 2 κοντά στο αεροδρόμιο της πόλης παρουσίασε συστηματικά τους χαμηλότερους μηνιαίους Μ.Ο. θερμοκρασιών και χρησιμοποιήθηκε σαν σταθμός

5 αναφοράς στην παρούσα έρευνα. Για την πιο ολοκληρωμένη μελέτη του φαινομένου η ανάλυση των αποτελεσμάτων χωρίστηκε σε ημέρα και νύχτα. Από ότι φαίνεται από το σχήμα 4 κατά τη διάρκεια της ημέρας ανιχνεύονται σε μεγάλο ποσοστό ψυχρές νησίδες θερμότητας στην πόλη του Αγρινίου. Ιδιαίτερα κατά τις πρωινές ώρες φαίνεται το κέντρο της πόλης να είναι πιο ψυχρό από τα περίχωρα της. Συνολικά από το Μάρτιο έως τον Αύγουστο του 2010 για το 38,5% των ωρών της έρευνας παρατηρήθηκε αστική ψυχρή νησίδα (Α.Ψ.Ν). Το γεγονός αυτό μπορεί να εξηγηθεί αν σκεφτούμε ότι τις πρωινές ώρες λόγω της ηλιακής ακτινοβολίας, η θερμοκρασία των αστικών δομικών υλικών αρχίζει να ανεβαίνει με πιο αργό ρυθμό από ότι στα περίχωρα, αφού η πυκνότητα κτηρίων είναι πολύ μικρότερη και η μετάδοση θερμότητας πιο άμεση. Σταθμός HOBO Απόσταση από το κέντρο (km) ΜΑΡΤΙΟΣ ΑΠΡΙΛΙΟΣ ΜΑΙΟΣ ΙΟΥΝΙΟΣ ΙΟΥΛΙΟΣ ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ Συνολικό Μ.Ο Πίνακας 1: Μηνιαίος μέσος όρος θερμοκρασιών για όλους τους αισθητήρες

6 Α.Ψ.Ν Α.Θ.Ν. Σχήμα 4: Ένταση και συχνότητα εμφάνισης Α.Θ.Ν. κατά τη διάρκεια της ημέρας (Μάρτιος-Αύγουστος 2010) Αντίθετα με την ημέρα, τη νύχτα (σχήμα 5) είναι φανερό ότι τα περιφερειακά σημεία της πόλης ψήχονται πολύ πιο αποτελεσματικά σε σχέση με το κέντρο της λόγω καλύτερου αερισμού, αλλά και λόγω ευκολότερης αποβολής της αποθηκευμένης θερμότητας με τη μορφή υπέρυθρης ακτινοβολίας. Τα κτήρια μικρού ύψους και οι δρόμοι με μεγάλο πλάτος συμβάλουν άμεσα σε αυτό (απουσία αστικής χαράδρας)

7 Α.Ψ.Ν Α.Θ.Ν. Σχήμα 5: Ένταση και συχνότητα εμφάνισης Α.Θ.Ν. κατά τη διάρκεια της νύχτας (Μάρτιος-Αύγουστος 2010) Έτσι κατά τη διάρκεια της νύχτας μόνο για το 2.2% των μετρήσεων, παρατηρήθηκε το κέντρο της πόλης να είναι πιο ψυχρό από τις αγροτικές περιοχές, ενώ για το 97.8% των μετρήσεων παρατηρήθηκε Α.Θ.Ν. που έφτασε μέχρι την μέση ωριαία τιμή των 5.8 C τον Αύγουστο του Συνολικά από την ανάλυση που πραγματοποιήθηκε με την βοήθεια του SPSS, η Α.Θ.Ν. για τις νύχτες του Αύγουστου του 2010, είχε τιμή για την πόλη του Αγρινίου 3.82 C και είναι στατιστικώς σημαντική. 4. ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΡΟΠΩΝ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗΣ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ Α.Θ.Ν. Για την επίλυση του προβλήματος της Α.Θ.Ν, τη βελτίωση της ενεργειακής κατανάλωσης και θερμικής άνεσης των κτηρίων έχουν προταθεί πολλές τεχνικές, υποσχόμενες οικονομικά και περιβαλλοντικά οφέλη. Σύμφωνα με τον Ihara (Ihara et al., 2008) ένα μόνο μέτρο για την βελτίωση της επίδρασης του φαινομένου δεν είναι αρκετό και μπορεί να μειώσει την εξωτερική θερμοκρασία μέχρι ενός ορίου. Γι αυτό έχουν προταθεί πολλές μέθοδοι οι οποίες μπορούν να κατηγοριοποιηθούν

8 α) σε αυτές που μπορούν να εφαρμοστούν κατά το σχεδιασμό των κτηρίων και β) σε αυτές που μπορούν να εφαρμοσθούν μετά την κατασκευή των κτηρίων σαν βελτιωτικά μέτρα. Φαίνεται ότι μέχρι τώρα τα φυτεμένα δώματα και οι πράσινές οροφές με αυτόματο πότισμα είναι ο πιο διαδεδομένος τρόπος για περιορισμό της Α.Θ.Ν. παρόλο που πολλές φορές δεν έχουν μεγάλα ενεργειακά κέρδη. Οι Niachou et al. (2001) ανέλυσαν την θερμική απόδοση και της ιδιότητες πράσινων οροφών με μετρήσεις θερμοκρασίας στην επιφάνεια της οροφής του κτηρίου και στους εσωτερικούς χώρους, διαπιστώνοντας ότι τα ενεργειακά κέρδη λόγω χρήσης πράσινης οροφής, ενός καλά μονωμένου κτηρίου, δεν ξεπερνούν το 2%. Οι Zhou et al. (2004) ερεύνησαν επίσης τις πράσινες οροφές, διαπιστώνοντας ότι σταθεροποιούν τη θερμοκρασία στο εσωτερικό του κτηρίου, αλλά διαπίστωσαν επίσης ότι το ψέκασμα νερού στην οροφή για τη διατήρηση του πρασίνου αντισταθμίζει αρνητικά τα ενεργειακά οφέλη. Επίσης αναφέρεται ότι συχνά τα ευεργετικά αποτελέσματα των πράσινων οροφών στο δροσισμό των κτηρίων μπορεί να οφείλονται στη σκίαση που δημιουργούν τα φυτά στην οροφή και όχι απαραίτητα στην εξάτμιση (Ferrante et al., 2001). Τα μέτρα δεν περιορίζονται μόνο στις πράσινες οροφές, αλλά καλύπτουν και άλλους τομείς. Για παράδειγμα πάνω από 10% των ενεργειακών απαιτήσεων για κλιματισμό μπορεί να εξοικονομηθεί σε ένα κτήριο με σωστό αερισμό (Kolokotroni et al.,2006). Οι Santamouris et al. (2007, 2011), Synnefa et al. (2007) και Akbari et al. (1999) προτείνουν τη χρήση ψυχρών υλικών με μεγάλη ανακλαστικότητα ηλιακής ακτινοβολίας και υψηλή εκπομπή στο υπέρυθρο φάσμα ώστε να μπορούν να απελευθερώνουν γρήγορα την θερμότητα που έχουν απορροφήσει. Αυτές οι δύο ιδιότητες επηρεάζουν πολύ έντονα την επιφανειακή θερμοκρασία των δομικών υλικών (Bretz et al., 1997) και συμβάλουν στη διατήρηση χαμηλών θερμοκρασιών στον αέρα της πόλης αφού η μετάδοση θερμότητας στον αέρα από μια ψυχρή επιφάνεια είναι μικρότερη. Σε συνέχεια των παραπάνω, οι Doulos et al. (2004) δοκίμασαν 93 δομικά υλικά με διάφορα χρώματα και είδη επιφανειών παρουσιάζοντάς έτσι την θερμική τους απόδοση και την επιφανειακή τους θερμοκρασία σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Επιπλέον με χρήση προσομοιώσεων, έχει υπολογιστεί ότι η μείωση της ανθρωπογενούς θερμότητας (κλιματισμός, θερμότητα από κινητήρες) σε συνδυασμό με δεντροφύτευση σε τοίχους κτηρίων μπορούν να επιφέρουν μείωση θερμοκρασίας έως 1,2 C (Ashie et al. 1999). Τέλος οι Yu et al. (2006) αναφέρουν ότι πάρκα και πράσινες εκτάσεις στις μπορούν να επιτύχουν μειώσεις του φορτίου για κλιματισμό έως 10%. Τα τελευταία χρόνια έχει αναπτυχθεί έντονα στην Αμερική και την Ιαπωνία τεχνολογία για την αξιοποίηση της αρχής του εξατμιστικού δροσισμού κτηρίων με χρήση πορωδών ενεργειακών υλικών (He et al., 2008, Okada et al.,2008; Cindrella et al., 2009; Wanphen et al., 2009). Συγκεκριμένα, η χρήση υδρόφιλων υλικών σαν επικάλυψη οροφών έχει προταθεί ως ένας εναλλακτικός και αποδοτικός τρόπος μείωσης της ροής θερμότητας από την οροφή με την εφαρμογή της αρχής του εξατμιστικού δροσισμού (Vardoulakis et al., 2011). Όταν ο εξατμιστικός δροσισμός λαμβάνει χώρα, η επιφανειακή θερμοκρασία του πορώδους υποστρώματος μειώνεται, εξαιτίας της λανθάνουσας θερμότητας που απελευθερώνεται (Σχήμα 6). Επίσης περιορίζεται σημαντικά η ροή θερμότητας

9 διαμέσου της οροφής, η οποία ευθύνεται σε μεγάλο βαθμό για την αύξηση της θερμοκρασίας στο εσωτερικό των κτηρίων, αφού το 50% του θερμικού φορτίου εισέρχεται από την οροφή (Nahar, 1999). Ο Alvarado et al. (2009) προτείνει των εξατμιστικό δροσισμό οροφών, σαν την πιο αποτελεσματική μέθοδο μείωσης της θερμοκρασίας στην οροφή, καθώς και στο εσωτερικό του κτηρίου. Σχήμα 6: Εφαρμογή υδρόφιλων ενεργειακών υλικών σε οροφή και εξατμιστικός δροσισμός Ορισμένα από τα χαρακτηριστικά που θα πρέπει να συγκεντρώνουν τα υλικά για εφαρμογές εξατμιστικού δροσισμού είναι: Υψηλή υδροφιλία Υψηλή προσρόφηση υγρασίας κατά τη διάρκεια της νύχτας και εκρόφηση κατά τη διάρκεια της μέρας Θερμική, υδροθερμική σταθερότητα, αντοχή στο χρόνο Μη τοξικά, εύκολα στο χειρισμό Χαμηλό κόστος Πρόσθετες ικανότητες όπως αποθήκευση CO 2 ή προσρόφηση τοξικών μολυντών

10 Ανάμεσα στα υλικά που δοκιμάστηκαν στην παρούσα έρευνα είναι οι τροποποιημένοι άργιλοι, οι οποίοι συνδυάζουν πολλές από τις παραπάνω ιδιότητες και οι οποίες διαπιστώθηκαν χρησιμοποιώντας τις εξής μεθόδους χαρακτηρισμού υλικών: Χημική ανάλυση (PIGE & XRF) Περίθλαση ακτινών Χ (XRD) Θερμοβαρυμετρία (TGA) and Διαφορική σαρωτική θερμιδομετρία (DSC) Ποροσυμμετρία αζώτου και κατανομή μεγέθους πόρων Ισόθερμες προσρόφησης ατμών νερού Σχήμα 7: Πειραματική διάταξη για δοκιμή υλικών Για τη μελέτη της μεταβολής της θερμοκρασίας στο υλικό έχει κατασκευαστεί πειραματική αεροσήραγγα (Σχήμα 7) για τη δοκιμή των υλικών με προσομοίωση των συνθηκών της πόλης του Αγρινίου κατά του καλοκαιρινούς μήνες όπου και η ένταση της Α.Θ.Ν. είναι σαφώς μεγαλύτερη. Τα υλικά τοποθετούνται σε ειδικά κατασκευασμένη θήκη με μόνωση (Σχήμα 8) έτσι ώστε κάθε στιγμή να γνωρίζουμε την θερμοκρασία σε τρία διαφορετικά ύψη του υλικού (επιφάνεια, μέση, βάση) με τη βοήθεια θερμοζευγών (Omega TMQSS-IM075G-300). Η θήκη τοποθετείται στον χώρο δοκιμών πάνω από τη ζυγαριά (Adamlab 753i) και έτσι γνωρίζουμε τις μεταβολές μάζας που συμβαίνουν στο υλικό, λόγο προσρόφησης ή εκρόφησης υγρασίας από τον αέρα του περιβάλλοντος

11 στους πόρους του υλικού (Σχήμα 7). Η ροή αέρα στην αεροσήραγγα ρυθμίζεται έτσι ώστε να προσομοιώνει τις ανεμολογικές συνθήκες που επικρατούν στην πόλη του Αγρινίου κατά τους καλοκαιρινούς μήνες (ταχύτητα αέρα 1.5m/s) και παρακολουθείται συνεχώς με τη βοήθεια ενός ροόμετρου (Sierra 620S). Σχήμα 8: Ειδικά διαμορφωμένη θήκη υλικών με μόνωση Πάνω από την αεροσήραγγα, έχει τοποθετηθεί λάμπα μετάλλου-αλογόνου (Radium HRI-BT 400W/D) η οποία εκθέτει το υλικό καθημερινά σε ακτινοβολία, ώστε να προσομοιώνει το ηλιακό φώς. Η ακτινοβολία που φτάνει στην επιφάνεια του υλικού είναι 50 W/m 2. Η αεροσήραγγα στο πάνω μέρος της, σφραγίζεται με ένα διαφανές γυαλί ώστε η ακτινοβολία να φτάνει στο υλικό και να μην έχουμε απώλειες στη ροή του αέρα. Όλα τα δεδομένα (ροή, θερμοκρασία και σχετική υγρασία αέρα, μεταβολές μάζας και θερμοκρασιών στο υλικό) καταγράφονται ακαριαία από καταγραφικό (Campbell Scientific CR1000) και εξάγονται οι μέσες τιμές των μεταβλητών ανά δέκα λεπτά. Σε όλη τη διάρκεια του πειράματος η θερμοκρασία και η υγρασία του χώρου ελέγχονται με τη χρήση κλιματιστικού και υγραντήρα. Η θερμοκρασία του δωματίου είναι σταθερά 25 C. Συνολικά το πείραμα διαρκεί 2 ημέρες και η διαδικασία που ακολουθείται είναι η εξής: Αφού το υλικό τοποθετηθεί στην ειδική θήκη, 3ml νερού προστίθενται στην επιφάνεια του και το υλικό αφήνεται κατά τη διάρκεια της νύχτας. Το πρωί (8:00) η λάμπα ανάβει (προσομοιώνοντας την ηλιακή ακτινοβολία) και το νερό που έχει αποθηκευτεί στους πόρους του υλικού εξατμίζεται απελευθερώνοντας λανθάνουσα θερμότητα. Παράλληλα με την βοήθεια του υγραντήρα η υγρασία του δωματίου κρατιέται σε χαμηλά επίπεδα (περίπου 35%) ώστε να προσομοιώνει τα επίπεδα υγρασίας την ημέρα στην πόλη του Αγρινίου. Μετά από 12 ώρες (20:00) η λάμπα σβήνει, η υγρασία

12 του δωματίου ρυθμίζεται σε υψηλότερα επίπεδα (σχετική υγρασία 50-60%) και το υλικό προσροφά υγρασία από το περιβάλλον. Για τους τροποποιημένους αργίλους βρέθηκε ότι μπορούν να αποθηκεύσουν στους πόρους τους μέσα σε 12 ώρες (διάρκεια νύχτας) περίπου 0.1g υγρασίας ανά g υλικού. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται και τη δεύτερη μέρα (χωρίς προσθήκη νερού) ολοκληρώνοντας ουσιαστικά ένα δεύτερο κύκλο πειράματος. Τα μέχρι στιγμής συγκριτικά πειράματα μορφών υποστυλωμένου αργίλου και τυπικού χώματος (χώμα πράσινης οροφής) δείχνουν ότι τα πρώτα μπορούν να προσφέρουν σε σύγκριση με το χώμα μείωση της θερμοκρασίας στη μέση του υλικού έως 5 C για πανομοιότυπες προσομοιωμένες συνθήκες περιβάλλοντος. 4.ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η παρούσα έρευνα έδειξε την ύπαρξη Α.Θ.Ν. στην πόλη του Αγρινίου η οποία κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και τις βραδινές ώρες έχει μέση μηνιαία ένταση έως και 3.8 C. Το φαινόμενο παρουσιάζει ιδιομορφίες καθώς για αρκετό χρονικό διάστημα κατά της διάρκειας της ημέρας παρουσιάζονται Α.Ψ.Ν. με εντάσεις κατά περίσταση έως και 3 C. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Το ερευνητικό έργο συγχρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Ένωση - Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο (ΕΚΤ) & Εθνικούς Πόρους, στα πλαίσια του προγράμματος με τίτλο «ΗΡΑΚΛΕΙΤΟΣ IΙ» το οποίο εντάσσεται στο Ε.Π.Ε.Δ.Β.Μ του Υπουργείου Παιδείας Διά Βίου Μάθησης και Θρησκευμάτων. ΠΑΡΑΠΟΜΠΗ/ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Akbari H., Konopacki S., Pomerantz M. (1999). Cooling energy savings potential of reflective roofs for residential and commercial buildings in the United States. Energy 24(5): Alvarado J., Terrell W. (2009). Passive cooling systems for cement-based roofs. Building and Environment 44 (9): Ashie Y., Thanh V.C., Asaeda T. (1999). Building canopy model for the analysis of urban climate. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 81: Bretz S., Akbari H., (1997). Long-term performance of high albedo roof coatings. Energy and buildings 25: Cindrella L., Dyer A. (2009). Ion-exchanged and salt hydrates-encapsulated zeolites for solar refrigeration. Solar Energy Materials and Solar Cells 93(2): Doulos L., Santamouris M., Livada I. (2004). Passive cooling of outdoor urban spaces. The role of materials. Solar Energy 77: Ferrante A., Mihalakakou G. (2001). The influence of water, green and selected passive techniques on the rehabilitation of the historical industrial buildings in urban areas. Solar Energy 70 (3):

13 He J., Hoyano A., (2008). A numerical simulation method for analyzing the thermal improvement effect of superhydrophilic photocatalyst-coated building surfaces with water film on the urban/built environment. Energy and buildings 40 (6): Ihara T., Kikegawa Y., Asahi K., Genchi Y., Kondo H. (2008). Changes in year-round air temperature and annual energy consumption in office building areas by urban heat-island countermeasures and energy-saving measures. Applied Energy 85: Kolokotroni M., Giannitsaris I., Watkins R. (2006). The effect of the London Urban Heat Island on building summer cooling demand and night ventilation strategies. Solar Energy 80 (4): Nahar N.M., Sharma P., Purohit M.M., (1999). Studies on solar passive cooling techniques for arid areas. Energy Conversion & Management 40: Niachou A., Papakonstantinou K., Santamouris M., Tsangrassoulis A., Michalakakou G., (2001). Analysis of the green roof thermal properties and investigation of its performance. Energy and Buildings 33: Okada K., Ooyama A., Isobe T., Kameshima Y., Nakajima A., MacKenzie J.D. (2009). Water retention properties of porous geopolymers for use in cooling applications. Journal of the European Ceramic Society 29 (10): Population Reference Bureau Santamouris M., Pavlou K. Synnefa A., Niachou K. Kolokotsa D., (2007). Recent progress on passive cooling techniques: Advanced technological developments to improve survivability levels in low-income households. Energy and Buildings 39(7): Santamouris M., Synnefa A., Karlessi T., (2011). Using advanced cool materials in the urban built environment to mitigate heat islands and improve thermal comfort conditions, Solar Energy (Article in Press) Synnefa A., Santamouris M., Akbari H., (2007). Estimating the effect of using cool coatings on energy loads and thermal comfort in residential buildings in various climatic conditions. Enegy and Buildings 39 (11): Vardoulakis E., Karamanis D., Assimakopoulos M.N., Mihalakakou G. (2011). Solar cooling with aluminium pillared clays. Solar Energy Materials and Solar Cells 95 (8): Wanphen S., Nagano K. (2009). Experimental study of the performance of porous materials to moderate the roof surface temperature by its evaporative cooling effect. Building and Environment 44(2): Yu C., Hien W.N. (2006), Thermal benefits of City Parks. Energy and Building, 38(2): Zhou N., Gao W., Nishida M., Kitayama H., Ojima T. (2004). Field study on thermal environment of passive cooling system in RC Building. Energy and Buildings 37: 1-9 ΕΜΥ,