ΝΕΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΚΙΑΣΗΣ ΜΕ ΜΙΚΡΟΕΛΑΣΜΑ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ, ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ, ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕ ΑΛΛΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ

Transcript

1 ΝΕΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΚΙΑΣΗΣ ΜΕ ΜΙΚΡΟΕΛΑΣΜΑ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ, ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ, ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕ ΑΛΛΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ Η μείωση των ψυκτικών φορτίων στα κτίρια τους θερινούς μήνες είναι ένα από τα σημαντικότερα βήματα για την εξοικονόμηση ενέργειας, ειδικότερα στο κλίμα της Ελλάδας. Το μικροέλασμα παρέχει περισσότερη σκίαση, όταν αυτή είναι πιο αναγκαία, ενώ συνδυάζει το πλεονέκτημα του ανεμπόδιστου φυσικού φωτισμού και της εξωτερικής θέας. Άρθρο της ΕΛΠΙΔΑΣ ΒΑΓΓΕΛΟΓΛΟΥ, μηχανικού περιβάλλοντος, MSc μηχανικής στη βιώσιμη ενέργεια σε κτίρια 73

2 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΣΕΛΙΔΕΣ Παρουσίαση της τεχνολογίας μικροελάσματος. 2 Το διάχυτο φυσικό φως περνάει στο εσωτερικό του κτιρίου, ενώ το μεγαλύτερο τμήμα της ενοχλητικής απευθείας ακτινοβολίας αντανακλάται προς τα έξω. Αίθριο του κτιρίου της Συνομοσπονδίας Δανέζικης Βιομηχανίας, Κοπεγχάγη. Το μεταλλικό φιλμ τοποθετείται στην εσωτερική παρειά του εξωτερικού υαλοπίνακα. Ηλιακή ακτινοβολία υψηλής γωνίας πρόσπτωσης Φιλμ μικροελάσματος Ανακλώμενη ακτινοβολία Εισερχόμενη ηλιακή ενέργεια 0% Ηλιακή ακτινοβολία χαμηλής γωνίας πρόσπτωσης Εισερχόμενη ηλιακή ενέργεια 33% ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η ανάγκη εξοικονόμησης ενέργειας στον κτιριακό τομέα φέρνει στο επίκεντρο τις τεχνολογίες σκίασης. Στο άρθρο που ακολουθεί παρουσιάζεται η τεχνολογία του μικρο-ελάσματος και τα αποτελέσματα της συγκριτικής μελέτης του με τυπικές τεχνολογίες σκίασης της ευρωπαικής αγοράς. Το μικρο-έλασμα αποτελείται από ένα διαφανές φιλμ ανοξείδωτου χάλυβα, στο οποίο εφαρμόζεται μια μικρο-κατασκευή διατρήσεων. Το φιλμ τοποθετείται ανάμεσα στις υάλους παραθύρων διπλών ή τριπλών υαλώσεων. Η ιδιαιτερότητα της γεωμετρίας του εμποδίζει την ηλιακή ακτινοβολία από υψηλές γωνίες, ενώ επιτρέπει τη διείσδυση ακτίνων από χαμηλές γωνίες. Έτσι παρέχει περισσότερη σκίαση όταν αυτή είναι πιο αναγκαία. Η μελέτη που διεκπαιρεώθηκε εξέτασε την απόδοση του μικρο-ελάσματος ως προς την κατανάλωση ενέργειας, το φυσικό φωτισμό και τη θερμική άνεση σε σχέση με τις τεχνολογίες σκίασης των εξωτερικών βενετικών στοριών (περσίδων), των εξωτερικών ρολών, των υαλοπινάκων ηλιακού ελέγχου και των υαλώσεων μεταξοτυπίας. Οι τεχνολογίες χαρακτηρίζονται επίσης ως προς την εξωτερική θέα που επιτρέπουν, ενώ το μικροέλασμα και οι εξωτερικές περσίδες συγκρίνονται και ως επενδύσεις. Ανακλώμενη ακτινοβολία Υαλοπίνακας χαμηλής εκπομπής Η αποδοτικότητα της σκίασης είναι ανεξάρτητη από το μέγεθος των ελασμάτων. Η ενεργειακή διαπερατότητα ποικίλλει ανάλογα με τη γωνία πρόσπτωσης της ηλιακής ακτινοβολίας. Ηλιακή ακτινοβολία Ελάσματα Εισερχόμενη ηλιακή ενέργεια Ηλιακή ακτινοβολία Η σκίαση αποτελεί ένα από τα αυτονόητα ε- φόδια κτιρίων με στόχο την εξοικονόμηση ε- νέργειας και την αναβάθμιση του εσωτερικού κλίματος, ειδικότερα σε περιοχές στις οποίες η παρουσία του ήλιου είναι κυρίαρχο στοιχείο κατά τη διάρκεια του έτους. Οι λόγοι, που κάνουν αυτό το εφόδιο αναγκαίο, είναι κυρίως τα αυξημένα θερμικά φορτία, που συσσωρεύονται στο εσωτερικό του κτιριακού κελύφους κατά τους θερινούς μήνες. Συχνά ο ρόλος της σκίασης βρίσκεται επίσης στη μείωση του φαινομένου της θάμβωσης, το οποίο μπορεί να υποθάλψει την άνεση και παραγωγικότητα των ενοίκων, ενώ άλλοτε εξυπηρετεί και θέματα αισθητικής. Η τεχνολογία του μικροελάσματος Το μικροέλασμα (microlamella) είναι μια διαφανής μεμβράνη ανοξείδωτου χάλυβα που τοποθετείται ανάμεσα στους υαλοπίνακες παραθύρων διπλών ή τριπλών υαλώσεων, κατά τη διαδικασία παραγωγής του υαλοπίνακα. Η μέθοδος παραγωγής του προϊόντος το καθιστά ιδιαίτερα κατάλληλο για ανακαινίσεις. Η μεμβράνη χαρακτηρίζεται από μια μικροκατασκευή διατρήσεων καθοδικής κατεύθυνσης, βλέποντας τον υαλοπίνακα από μέσα προς τα έξω. Αυτή η γεωμετρία Ελάσματα Εισερχόμενη ηλιακή ενέργεια Η μικροσκοπική ελασματική δομή προκύπτει από τον ακριβή σχηματισμό διατρήσεων στο μεταλλικό φύλλο. επιφέρει διαφορετική σκίαση, ανάλογα με τη θέση του ήλιου. Συγκεκριμένα, η τεχνολογία μιμείται τα ελάσματα των περσίδων σε κλειστή θέση ορισμένης γωνίας, εφαρμόζοντάς τα σε μικροκλίμακα. Η διάτρητη μεμβράνη τοποθετείται στο εσωτερικό της εξωτερικής υάλου, ενώ η εσωτερική ύαλος εφοδιάζεται απαραίτητα με επίστρωση χαμηλής εκπομπής, ώστε να εμποδίσει τη θερμότητα που δεσμεύει η μεταλλική μεμβράνη από τη διείσδυσή της στο εσωτερικό του κτιρίου. Ιδιότητες μικροελάσματος Η τεχνολογία σκίασης με μικροέλασμα παρουσιάζει έναν ευνοϊκό συνδυασμό ιδιοτήτων. Οι σημαντικότερες από αυτές είναι οι εξής: Έλεγχος ηλιακής ακτινοβολίας Η γεωμετρία της διάτρητης μεμβράνης της τεχνολογίας του μικροελάσματος αντανακλά πίσω στο εξωτερικό περιβάλλον την ηλιακή ακτινοβολία από υψηλές γωνίες, ενώ επιτρέπει στις ακτίνες από χαμηλές γωνίες να εισέλθουν στο εσωτερικό του κτιρίου. Με πιο απλά λόγια, η ηλιακή ακτινοβολία που προέρχεται από υ- ψηλές θέσεις του ήλιου απορρίπτεται, επιτυγχάνοντας ως και 90% μείωση των θερμικών κερδών για τα υψηλότερα ηλιακά υψόμετρα, ε- νώ η ακτινοβολία από χαμηλές θέσεις του ήλι- 74 ΤΕΥΧΟΣ 4/205

3 2 ου ή η διάχυτη ακτινοβολία από αντανακλάσεις του εδάφους και του περιβάλλοντος χώρου του κτιρίου επιτρέπεται στο εσωτερικό με μια μείωση των θερμικών κερδών της τάξης του 0%. Επομένως, είναι ευνόητο ότι ο έλεγχος της ηλιακής ακτινοβολίας που προσφέρει το μικροέλασμα είναι άρρηκτα συνδεδεμένος με τη θέση του ήλιου και άρα τη γεωγραφική θέση του κτιρίου, τον προσανατολισμό των εν λόγω υαλοπινάκων και τη χρονική στιγμή. Ο λόγος που η λειτουργία του μικροελάσματος είναι ευνοϊκή είναι ότι ο ήλιος έχει υψηλότερη θέση στον ουράνιο θόλο (ηλιακό υψόμετρο) κατά τους θερινούς μήνες και τις μεσημεριανές ώρες. Συνεπώς, η τεχνολογία παρέχει τη μέγιστη σκίαση, όταν αυτή είναι περισσότερο αναγκαία. Το χειμώνα και τις πρωινές ή απογευματινές ώρες, που ο ήλιος έχει χαμηλότερη θέση, το μικροέλασμα σκιάζει λιγότερο, επιτρέποντας στο κτίριο να επωφεληθεί από τα ηλιακά θερμικά κέρδη. Ε- πιπλέον, στην Ελλάδα το μέγιστο ηλιακό υψόμετρο φτάνει σχεδόν τις 76 (2 Ιουνίου), ενώ το ε- λάχιστο τις 28 (2 Δεκεμβρίου). Συγκριτικά αναφέρεται ότι οι αντίστοιχες τιμές για το γεωγραφικό μήκος της Δανίας, όπου παράγεται και ευδοκιμεί η τεχνολογία, είναι 57 (μέγιστη) και (ελάχιστη). Αυτό φανερώνει ότι το μικροέλασμα θα επιφέρει μεγαλύτερα κέρδη λόγω ηλιακού ελέγχου στην Ελλάδα και για περισσότερη διάρκεια μέσα στο χρόνο, καθώς εξ ορισμού η αποδοτικότητά του αυξάνεται για τα γεωγραφικά και η- λιακά χαρακτηριστικά της χώρας μας. Αντιμετώπιση της θάμβωσης Η θάμβωση προκαλείται από τις ακτίνες του ήλιου, που εισέρχονται αυτούσιες στο εσωτερικό του κτιρίου και δημιουργούν ένα αίσθημα ενόχλησης στους ενοίκους, ενώ συχνά μπορεί να οδηγήσουν και στην ανικανότητα συγκέντρωσης. Σημαντική ι- διότητα της σκίασης με μικροέλασμα είναι ότι δρα αποτελεσματικά εναντίον του φαινομένου της θάμβωσης. Οι καθοδικές διατρήσεις της μεταλλικής μεμβράνης του μικροελάσματος αντανακλούν πίσω στο περιβάλλον τις απευθείας ακτίνες του ήλιου, που προέρχονται από υψηλές γωνίες. Το ποσοστό αυτής της ακτινοβολίας που εισέρχεται στο εσωτερικό δεν είναι πλέον απευθείας α- κτινοβολία, αλλά διάχυτη, καθώς έχει ήδη χτυπήσει επάνω στο έλασμα. Επιπλέον, ο ηλιακός έλεγχος που ασκεί το μικροέλασμα εξομαλύνει τα επίπεδα φωτεινότητας στο εσωτερικό του κτιρίου, έτσι ώστε να μην υπάρχουν σημεία με πολύ πιο έντονη φωτεινότητα από άλλα, φαινόμενο, το οποίο, όπου εντοπίζεται, προκαλεί επίσης ενόχληση λόγω θάμβωσης. Φυσικός φωτισμός Ένα σημαντικό πλεονέκτημα της τεχνολογίας είναι ότι, παρά την αναγκαία σκίαση που προσφέρει, επιτρέπει στο "χρήσιμο" φυσικό φως να περνάει σχεδόν ανεμπόδιστα στο εσωτερικό του κτιρίου. Με το χαρακτηρισμό "χρήσιμο" εννοείται το φως του ήλιου που, όπως έχουν δείξει έ- ρευνες, κυμαίνεται στα επίπεδα φωτεινότητας lx, ένα εύρος το οποίο είναι ανεκτό ως επιθυμητό από τους χρήστες του κτιρίου. Εξωτερική θέα Τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του μικροελάσματος και κυρίως το γεγονός ότι αποτελεί μικροκατασκευή επιτρέπουν την οπτική επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον, χωρίς να την αλλοιώνουν. Σε μια λογική απόσταση από τον υαλοπίνακα η θέα είναι σχεδόν ανεμπόδιστη, ενώ, προσεγγίζοντας τους υαλοπίνακες σε απόσταση μικρότερη του m, μπορεί κανείς να διακρίνει αμυδρά το μικροέλασμα, χωρίς και πάλι να διακόπτεται η οπτική σύνδεση με τον εξωτερικό χώρο. Αισθητική Η τεχνολογία του μικροελάσματος συμβαδίζει με την αρχιτεκτονική τάση της εκτεταμένης χρήσης υάλου για προσόψεις και εξωτερικά δομικά στοιχεία. Το προϊόν του μικροελάσματος παράγεται 75

4 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΣΕΛΙΔΕΣ, 2 Παραλλαγές του προϊόντος για αναβαθμισμένο αισθητικό αποτέλεσμα. 3, 4 Εφαρμογή του μικροελάσματος σε κτίριο επαγγελματικής χρήσης στην Κοπεγχάγη. σε διάφορες παραλλαγές μοτίβων, όπως π.χ. πλέξης, φύλλων κ.ά. για αναβαθμισμένο αισθητικό αποτέλεσμα. Διάρκεια ζωής Η διάρκεια ζωής του μικροελάσματος είναι ίση με τη διάρκεια ζωής των υαλοπινάκων, καθώς η καθεαυτού τεχνολογία είναι ιδιαίτερα ανθεκτική στο χρόνο. Επομένως, το τέλος ζωής της καθορίζεται από το τέλος ζωής του υαλοπίνακα, το οποίο υπολογίζεται στα 20 χρόνια με αποκλίσεις που αναλογούν στην ποιότητά του. Εγκατάσταση και συντήρηση Ένα ισχυρό προτέρημα της τεχνολογίας είναι ότι δεν απαιτεί εγκατάσταση και συντήρηση, καθώς ενσωματώνεται στο εσωτερικό των υαλοπινάκων κατά τη διαδικασία παραγωγής τους. Επομένως, το κόστος εγκατάστασης αφορά μόνο στην εγκατάσταση νέων παραθύρων και όχι επιπλέον σκιάστρου, ενώ η εσωτερική θέση του μικροελάσματος απαλλάσσει το χρήστη από έξοδα και εργατοώρες συντήρησης. Εφαρμογές της τεχνολογίας Το εν λόγω προϊόν σκίασης έχει εφαρμογή τόσο σε κατακόρυφους, όσο και σε οριζόντιους υαλοπίνακες. Παράγεται σε παραλλαγές, ώστε να επιτυγχάνει τη μέγιστη αποδοτικότητά του στην εκάστοτε εφαρμογή. Για παράδειγμα, το μικροέλασμα προς χρήση σε φεγγίτες έχει 0 κλίση των διατρήσεών του, για φυσιολογικές ανάγκες σκίασης ή 40 κλίση για αυξημένες ανάγκες σκίασης (όταν ο ήλιος έχει συστηματικά ιδιαίτερα υψηλή θέση, όπως π.χ. στην Ελλάδα). Επιπλέον, το προϊόν που προορίζεται για εφαρμογή σε κατακόρυφους υαλοπίνακες έχει 6 ή 23 κλίση για φυσιολογικές ή αυξημένες ανάγκες σκίασης, αντίστοιχα. Το μικροέλασμα μπορεί να εφαρμοσθεί σε ο- ποιοδήποτε είδος κτιρίου έχει ανάγκη από ηλιοπροστασία. Η χρήση του είναι σκόπιμη, ιδιαίτερα σε περιπτώσεις υψηλής επίδρασης καιρικών συνθηκών, π.χ. σε υψηλά κτίρια ή κτίρια δίπλα στη θάλασσα λόγω της εσωτερικής του θέσης. Τα α- ποτελέσματα διαφέρουν ανάλογα με τις ανάγκες και το μέγεθος του κτιρίου. Για παράδειγμα, η ε- φαρμογή του μικροελάσματος σε ένα κτίριο γραφείων θα αποφέρει σαφώς μεγαλύτερα κέρδη από την εξοικονόμηση ψυκτικών φορτίων και την αυξημένη παραγωγικότητα των εργαζομένων λόγω ευνοϊκότερων συνθηκών εργασίας α- πό ό,τι σε μια μονοκατοικία. Επιπλέον, το προϊόν ενδείκνυται για χρήση σε κτίρια αρχιτεκτονικού ενδιαφέροντος με ανάγκη για ηλιοπροστασία. Συγκριτική μελέτη με άλλες τεχνολογίες Στο πλαίσιο μελέτης που διεξήχθη, το μικροέλασμα συγκρίθηκε ως προς την απόδοσή του με τις εξής τεχνολογίες: εξωτερικά βενετικά στόρια / περσίδες, εξωτερικά ρολά με πανί, υαλοπίνακες ηλιακού ελέγχου, υαλώσεις μεταξοτυπίας. Η συγκριτική ανάλυση πραγματοποιήθηκε με γνώμονα τα ενεργειακά κέρδη που επιφέρει η κάθε τεχνολογία στο κτίριο, την ποιότητα του φυσικού φωτισμού, το θερμικό περιβάλλον που παρέχει και την εξωτερική θέα. Για τη διεξαγωγή πλουσιότερων συμπερασμάτων εξετάστηκε η ε- φαρμογή των τεχνολογιών σε ένα νεόδμητο κτίριο χαμηλής ενέργειας και σε ένα υπάρχον κτίριο που υποβλήθηκε σε ανακαίνιση των υαλοπινάκων, τόσο στο κλίμα της Δανίας, όσο και στο κλίμα της Ελλάδας. Επομένως, συνολικά εξετάστηκαν τέσσερις περιπτώσεις κτιρίων. Η σύγκριση ολοκληρώθηκε με την παράλληλη εξέταση του μικροελάσματος και των εξωτερικών περσίδων ως επενδύσεων σε ένα κτίριο χαμηλής ενέργειας στο κλίμα της Δανίας και στο κλίμα της Ελλάδας. Η μελέτη βασίστηκε σε προσομοίωση των κτιρίων σε αντίστοιχα προγράμματα ΤΕΥΧΟΣ 4/205

5 3 4 Οι τεχνολογίες σκίασης συγκρίθηκαν, επιλέγοντας προϊόντα μέγιστης απόδοσης από κάθε είδος ηλιακού σκιάστρου με βάση συμπεράσματα προηγούμενων μελετών και συγκριτικής προσομοίωσης ποικιλίας προϊόντων από κάθε τεχνολογία. Όσον αφορά στις δυναμικές τεχνολογίες, περσίδες και ρολά, θεωρήθηκε η χρήση τους αυστηρά και μόνο όταν ήταν αναγκαίες για λόγους εξοικονόμησης ενέργειας. Συγκεκριμένα, ο αυτοματοποιημένος έλεγχός τους ορίστηκε να κατεβάζει τα ρολά ή τις περσίδες όταν εντοπιζόταν α- πό τους αισθητήρες στο κέντρο του δωματίου α- πευθείας ακτινοβολία 50 W/m 2. Σχετικά με τις εξωτερικές περσίδες, η χρήση τους έγινε με τη μέθοδο της γωνίας αποκοπής (cut-off) των ελασμάτων για μέγιστη αξιοποίηση του ηλιακού φωτός. Δηλαδή, τα ελάσματα είχαν την κλίση ακριβώς που χρειάζονταν, ώ- στε να εμποδίσουν επαρκώς μόνο την απευθείας ακτινοβολία, επιτρέποντας στο "χρήσιμο φως" να διεισδύει στο δωμάτιο. Όσον αφορά στο φωτισμό, καθώς τα κτίρια υπό μελέτη ήταν γραφεία, το κριτήριο ήταν η διατήρηση 500 lx στο εσωτερικό. Από αυτά, τα 200 lx παρέχονταν από το γενικό φωτισμό, ο οποίος ελεγχόταν με αισθητήρες εξασθένισης (dimming) με βάση τα επίπεδα φυσικού φωτισμού. Με βάση τις ανάγκες του κλίματος των δύο χωρών που εξετάστηκαν, στα κτίρια γραφείων της Ελλάδας (νεόδμητο χαμηλής ενέργειας και υπάρχον) θεωρήθηκε η χρήση μηχανικού δροσισμού, ενώ στα αντίστοιχα κτίρια της Δανίας ο δροσισμός παρασχέθηκε αποκλειστικά και μόνο από φυσικές μεθόδους, όπως ο φυσικός αερισμός και ο νυχτερινός αερισμός. Η τελευταία φυσική μέθοδος υιοθετήθηκε και στα κτίρια της Ελλάδας για μείωση των ψυκτικών φορτίων. Τα κτίρια χαμηλής ενέργειας διέφεραν από τα υπάρχοντα κτίρια ως προς την ποιότητα κατασκευής τους (μόνωση, α- εροστεγανότητα) και ως προς την απόδοση των ενεργειακών συστημάτων τους. Οι τεχνολογίες σκίασης εφαρμόστηκαν στο κτίριο βάσει της κάθε κατηγορίας κτιρίου από τις τέσσερις που εξετάστηκαν, ώστε να διεξαχθούν συγκρίσιμα αποτελέσματα για την απόδοση των σκιάστρων. Αποτελέσματα μελέτης Διατηρώντας ως υπόβαθρο της μελέτης τα παραπάνω, τα αντιπροσωπευτικότερα αποτελέσματά της διαφαίνονται ακολούθως. Φυσικός φωτισμός Η ανάλυση του φυσικού φωτισμού αναφέρεται στη νότια πρόσοψη του κτιρίου. Η έρευνα της απόδοσης των πέντε τεχνολογιών ως προς το φυσικό φωτισμό έδωσε τα ε- ξής συμπεράσματα: Οι τεχνολογίες που παρείχαν την περισσότερη σκίαση σε συνδυασμό με το περισσότερο "χρήσιμο φως" ήταν το μικροέλασμα, οι βενετικές περσίδες, η υάλωση μεταξοτυπίας 50% κάλυψης μαύρων κουκκίδων και η ύαλος ηλιακού ελέγχου χαμηλής φωτοδιαπερατότητας της τάξης του 0,36. Σε γενικές γραμμές, ηλιακά σκίαστρα με μετάδοση φωτός μεγαλύτερη αυτής της τιμής δεν πέτυχαν επαρκή σκίαση, ώστε να μειώσουν προβλήματα θάμβωσης ή υπερβολικών επιπέδων φωτισμού τόσο στα κτίρια της Δανίας, όσο και της Ελλάδας. Το μικροέλασμα σημείωσε τα υψηλότερα ε- πίπεδα "χρήσιμου φωτός" ανάμεσα σε όλες τις άλλες τεχνολογίες, διατηρώντας χαμηλές ανάγκες τεχνητού φωτισμού. Ταυτόχρονα, αποδείχτηκε η αυξημένη απόδοση της τεχνολογίας για μεγαλύτερα ηλιακά υ- ψόμετρα. Οι βενετικές περσίδες σκίαζαν όσο η αποδοτικότερη υάλωση μεταξοτυπίας και η ύαλος η- λιακού ελέγχου, αυξάνοντας ταυτοχρόνως κατά πολύ λιγότερο την κατανάλωση ηλεκτρικού 77

6 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΣΕΛΙΔΕΣ Οπτικό αποτέλεσμα με τη χρήση: α) της τεχνολογίας του μικροελάσματος, β) των εξωτερικών βενετικών περσίδων, γ) των εξωτερικών ρολών με πανί και δ) των εσωτερικών κατακόρυφων περσίδων. α. β. γ. δ. ρεύματος για τεχνητό φως. Επομένως, οι δυναμικές τεχνολογίες πλεονεκτούν όταν υ- πόκεινται σε ορθή χρήση έναντι των πάγιων σκιάστρων. Σημαντικό εύρημα της μελέτης ήταν ότι η αύξηση της κατανάλωσης ηλεκτρικού ρεύματος για φωτισμό δεν αποτελεί επιχείρημα κατά της χρήσης σκιάστρων. Η εφαρμογή των τεχνολογιών επέφερε ελάχιστες αυξήσεις στις ανάγκες για τεχνητό φωτισμό, ιδίως στις περιπτώσεις που τα κτίρια είχαν μεγάλα ανοίγματα. Το ηλιακό σκίαστρο που δεν εμπίπτει στο παραπάνω συμπέρασμα είναι τα ρολά, τα οποία παρουσίασαν τα μέγιστα επίπεδα σκίασης. Το αδιαφανές ύφασμά τους εμποδίζει σχεδόν πλήρως τη διέλευση του φωτός και είναι ανεπηρέαστο από παράγοντες όπως ο προσανατολισμός, το ηλιακό υψόμετρο και η ένταση της α- κτινοβολίας. Επομένως, σε περιπτώσεις εφαρμογής της τεχνολογίας συνιστάται η χρήση της για την αποτροπή ηλιακών κερδών και όχι με κριτήριο την αποφυγή θάμβωσης. Η τελευταία στρατηγική αποδείχθηκε ότι μπορεί να αυξήσει σημαντικά τις ανάγκες τεχνητού φωτισμού. Επιπλέον, προτείνεται η επιλογή ημιδιαφανών ρολών, σημειώνοντας όμως την αδυναμία τους στην αποτροπή της θάμβωσης και πιθανόν τη μειωμένη αποτελεσματικότητά τους κατά των θερμικών κερδών. Συνολικά, οι βενετικές περσίδες και το μικροέλασμα αποδείχτηκε ότι έχουν παρόμοια συμπεριφορά, γεγονός το οποίο συνάδει και με την όμοια λογική της λειτουργίας τους. Οι δύο μέθοδοι είχαν τα πιο αξιόλογα αποτελέσματα ως προς τη σκίαση και την αποφυγή θάμβωσης, διατηρώντας παράλληλα χαμηλές ανάγκες για τεχνητό φωτισμό. Η διαφορά ανάμεσά τους είναι ότι για τις βενετικές περσίδες τα παραπάνω ευνοϊκά αποτελέσματα προϋποθέτουν ορθή χρήση εκ μέρους των χρηστών ή ορθή ρύθμιση του αυτόματου ελέγχου τους. Ενέργεια και θερμική άνεση Η ανάλυση των ενεργειακών αναγκών νεόδμητων και υφιστάμενων κτιρίων στο κλίμα της Δα- 78 ΤΕΥΧΟΣ 4/205

7 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΕΠΕΝΔΥΣΕΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΙΚΡΟΕΛΑΣΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΕΞΩΤΕΡΙΚΩΝ ΠΕΡΣΙΔΩΝ Η μελέτη σκοπιμότητας ανέλυσε τα επενδυτικά σενάρια της εφαρμογής του μικροελάσματος και των εξωτερικών περσίδων στο πλαίσιο ανακαίνισης των κτιρίων χαμηλής ενέργειας που εξετάστηκαν στη Δανία και στην Ελλάδα. Αυτή η ανάλυση επιχείρησε να απαντήσει στο ερώτημα: "ποια τεχνολογία αποτελεί πιο συμφέρουσα λύση για τον ιδιοκτήτη του κτιρίου;". Για τη διεξαγωγή των υπολογισμών θεωρήθηκε ότι το μικροέλασμα έχει διάρκεια ζωής 20 χρόνων και οι εξωτερικές περσίδες 0 χρόνων, όπως υπολογίζεται από τους κατασκευαστές τους. Η σύγκριση των επενδύσεων βασίστηκε στα κέρδη που αποφέρουν οι δύο τεχνολογίες λόγω εξοικονόμησης ενέργειας. Συμπληρωματικά αναφέρεται ότι το μικροέλασμα δεν έχει κόστος λειτουργίας και συντήρησης, ούτε επιπλέον κόστος εγκατάστασης πέραν αυτού του υαλοπίνακα. Οι εξωτερικές περσίδες υπολογίστηκε ότι χρειάζονται 3 ώρες συντήρηση ανά έτος και το σύστημα ελέγχου τους καταναλώνει περίπου 35 W. Επίσης θεωρήθηκε ότι οι τεχνίτες που διεξάγουν τη συντήρηση λαμβάνουν το βασικό μισθό της χώρας, σύμφωνα με δεδομένα του 203. Όλα τα οικονομικά δεδομένα λήφθηκαν από επίσημες πηγές της κάθε χώρας και α- φορούν στην περίοδο , λαμβάνοντας το δείκτη πληθωρισμού σε κάθε περίπτωση βάσει εκτιμήσεων. Το κόστος αγοράς του μικροελάσματος είναι 375 /m 2 επιπλέον του κόστους αγοράς του υαλοπίνακα. Το κόστος αγοράς των εξωτερικών περσίδων μαζί με το σύστημα ελέγχου τους υπολογίστηκε στα 200 /m 2. Το κόστος εγκατάστασης κάθε εξωτερικής περσίδας είναι 250 και το κόστος εγκατάστασης ενός συστήματος ελέγχου για έναν όροφο (όπως συνηθίζεται) υπολογίστηκε στα 500. Τα υπόλοιπα στοιχεία της κάθε επένδυσης διατηρήθηκαν ακριβώς ίδια για λόγους σύγκρισης. Τα παραδείγματα επενδύσεων που εξετάστηκαν έδειξαν ότι το μικροέλασμα αποτελεί την πιο συμφέρουσα λύση για ένα κτίριο γραφείων τόσο στη Δανία, όσο και στην Ελλάδα. Συγκεκριμένα, βρέθηκε ότι εξοικονομεί 720 /έτος περισσότερο από τις περσίδες στο κτίριο της Δανίας και 50 /έτος στο κτίριο της Ελλάδας. Οι διαφορές στα κέρδη ανάμεσα στις δύο χώρες οφείλονται στις διαφορετικές ενεργειακές ανάγκες των κτιρίων λόγω κλίματος, σε διαφορετικές τιμές ενέργειας, καθώς και σε διαφορετικά οικονομικά δεδομένα, π.χ. μισθό τεχνιτών. Επίσης υπολογίστηκε ότι για το κτίριο στη Δανία, μια μείωση 40% του κόστους αγοράς των εξωτερικών περσίδων θα έκανε τη λύση πιο συμφέρουσα έναντι του μικροελάσματος, ενώ στην Ελλάδα η αντίστοιχη μείωση θα έπρεπε να ήταν της τάξης του 30%. Παράλληλα, αν η διάρκεια ζωής των περσίδων ή- ταν 20 αντί για 0 χρόνια, που δεν αποτελεί ρεαλιστικό σενάριο για την τεχνολογία, η επένδυση θα εξισωνόταν με αυτή του μικροελάσματος για το κτίριο στην Ελλάδα, και πάλι όμως όχι και γι' αυτό της Δανίας. Οι πηγές ενέργειας των ενεργειακών συστημάτων επιλέχθηκαν σύμφωνα με τη διαθέσιμη πρωτογενή ενέργεια σε κάθε χώρα και με τους αντίστοιχους συντελεστές μετατροπής σε πρωτογενή ενέργεια. Για παράδειγμα, στο κτίριο χαμηλής ε- νέργειας της Δανίας θεωρήθηκε ότι η θέρμανση παρέχεται μέσω του δικτύου τηλεθέρμανσης, που έχει συντελεστή μετατροπής σε πρωτογενή ενέργεια ίσο με 0,6 και τα υπόλοιπα συστήματα λειτουργούν με ηλεκτρική ενέργεια που έχει συντελεστή,8. Στο αντίστοιχο κτίριο της Ελλάδας θεωρήθηκε η χρήση αντλιών θερμότητας για θέρμανση και ψύξη. Επομένως όλα τα συστήματα του κτιρίου χρησιμοποιούν ηλεκτρική ενέργεια που στην περίπτωση της Ελλάδας έχει συντελεστή μετατροπής σε πρωτογενή ενέργεια ίσο με 2,9. Αυτά τα δεδομένα είναι χρήσιμα για την κατανόηση των αποτελεσμάτων που παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα. ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΑ ΚΕΡΔΗ ΚΑΙ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΜΕ ΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ ΜΙΚΡΟΕΛΑΣΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΕΞΩΤΕΡΙΚΩΝ ΠΕΡΣΙΔΩΝ Κτίριο Ενεργειακό σύστημα Πηγή ενέργειας Κτίριο χαμηλής ενέργειας, Δανία Κτίριο χαμηλής ενέργειας, Ελλάδα Εξοικονόμηση ενέργειας με μικροέλασμα (kwh/m 2 /έτος) Εξοικονόμηση ενέργειας με εξωτερικές περσίδες* (kwh/m 2 /έτος) Θέρμανση Τηλεθέρμανση -,9-0,2 Ψύξη Ηλεκτρισμός 2,4.8 Φωτισμός Ηλεκτρισμός -0,3 0,0 Αερισμός Ηλεκτρισμός 0,0 0,0 Εξοικονόμηση ρεύματος 2,,8 Εξοικονόμηση τηλεθέρμανσης -,9-0,2 Θέρμανση Ηλεκτρισμός -0,8-0,3 Ψύξη Ηλεκτρισμός 0,8 0,5 Φωτισμός Ηλεκτρισμός 0,0 0,0 Αερισμός Ηλεκτρισμός 0, 0, Εξοικονόμηση ρεύματος 0,0 0,6 *Θεωρείται το ιδανικό σενάριο χρήσης των περσίδων, κατά το οποίο η τεχνολογία χρησιμοποιείται σε γωνία αποκοπής και μόνο όταν εντοπίζεται απευθείας ακτινοβολία 50 W/m 2 στο κέντρο του δωματίου. νίας και της Ελλάδας με την εφαρμογή των εξεταζόμενων σκιάστρων έδωσε χρήσιμα συμπεράσματα, όπως αναφέρονται παρακάτω. Σημειώνεται ότι τα κτίρια σχεδιάστηκαν έτσι, ώστε να παρέχουν κατά τη διάρκεια του έτους για τη θερμική άνεση των ενοίκων. Οι ενεργειακές και θερμικές προσομοιώσεις έδειξαν τα εξής: Τα εξωτερικά ρολά, το μικροέλασμα και οι εξωτερικές περσίδες απέδωσαν την πιο αποτελεσματική σκίαση. Τα δύο τελευταία απέδειξαν παρόμοια συμπεριφορά. Ο υαλοπίνακας ηλιακού ελέγχου χαμηλής φωτοδιαπερατότητας πέτυχε λίγο μικρότερη μείωση των ψυκτικών φορτίων από το μικροέλασμα, ενώ είχε παρόμοια κατανάλωση ενέργειας. Η αποδοτικότερη υάλωση μεταξοτυπίας αποδείχτηκε η πιο αδύναμη από τις πέντε τεχνολογίες ως προς τη μείωση ψυκτικών φορτίων. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων στα είδη κτιρίων έδειξε ότι τα σκίαστρα επιτυγχάνουν τη βέλτιστη απόδοσή τους σε κτίρια χαμηλής ε- νέργειας. Αυτό συμβαίνει, διότι τα οφέλη της σκίασης δεν εξουδετερώνονται από θερμικές απώλειες, καθώς τα κτίρια είναι αεροστεγή, με καλή μόνωση και υαλοπίνακες χαμηλών θερμικών κερδών και μικρής θερμοπερατότητας. Η επίδραση του κλίματος στη συμπεριφορά των σκιάστρων ήταν επίσης καθοριστική. Στο κλίμα της Ελλάδας η ανάγκη για ψύξη ήταν πολλαπλάσια, επιτρέποντας θεμιτά θερμικά αποτελέσματα με ελάχιστη ενέργεια μόνο με τη χρήση ισχυρών μεθόδων σκίασης. Διαφάνηκαν, έτσι, καθαρότερα τα οφέλη των εξωτερικών δυναμικών τεχνολογιών (ρολά και περσίδες) και της σκίασης με τεχνολογίες ε- λασμάτων (μικροέλασμα, περσίδες). Εξωτερική θέα Η ανάλυση έδειξε ότι οι σταθερές τεχνολογίες που εξετάστηκαν έχουν τη λιγότερη επίδραση στην εξωτερική θέα. Εξαίρεση αποτελούν οι υαλώσεις μεταξοτυπίας, των οποίων η επιρροή ε- ξαρτάται από το ποσοστό κάλυψης του μοτίβου στον υαλοπίνακα, καθώς και από τη μορφή του. 79

8 ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΣΕΛΙΔΕΣ Ο έλεγχος της ηλιακής ακτινοβολίας που προσφέρει το μικροέλασμα είναι άρρηκτα συνδεδεμένος με τη θέση του ήλιου και τη γεωγραφική θέση του κτιρίου, τον προσανατολισμό των υαλοπινάκων και τη χρονική στιγμή. 2 Γράφημα αποτύπωσης της ενεργειακής κατανάλωσης ανά ενεργειακό σύστημα με την εφαρμογή των πέντε τεχνολογιών στο κτίριο γραφείων χαμηλής ενέργειας στην Αθήνα. 2 Το μικροέλασμα ήταν η λύση με τη μικρότερη επιρροή στην εξωτερική θέα. Η μικροκατασκευή του επιτρέπει σχεδόν ανεμπόδιστη θέα, με το αμελητέο οπτικό εμπόδιο της λεπτής ρίγας στις άκρες κάθε λωρίδας μικροελάσματος. Από την άποψη της χρωματικής απόδοσης η τεχνολογία παρέχει πλήρη χρωματική ουδετερότητα. Επομένως, οποιαδήποτε αλλοίωση του χρώματος του φωτός οφείλεται στην ποιότητα των υαλοπινάκων. Όσον αφορά στις δυναμικές λύσεις (περσίδες και ρολά) η επίδρασή τους μπορεί να είναι μικρή ή μεγάλη, ανάλογα με τη χρήση των σκιάστρων από τους χρήστες. Συγκεκριμένα, οι παθητικοί χρήστες τείνουν να α- φήνουν τα ρολά και τις περσίδες κατεβασμένες όλο το χρόνο, εμποδίζοντας μονίμως τη θέα. Αν θεωρήσουμε όμως την ορθή χρήση των δυναμικών λύσεων, τότε αυτές έχουν τη μέγιστη επίδραση ανάμεσα στις τεχνολογίες που εξετάστηκαν, όταν είναι υπό χρήση. Το αδιαφανές προϊόν των ρολών μπορεί να οδηγήσει στον αποκλεισμό της εξωτερικής θέας κατά τη χρήση του, ενώ οι περσίδες αποτελούν οπτικά ε- μπόδια, με μικρή ή μεγάλη επίδραση, ανάλογα με την κλίση των ελασμάτων τους. Οι υαλοπίνακες ηλιακού ελέγχου δεν έχουν οπτικά εμπόδια, καθώς αποτελούν μια τεχνολογία γυαλιού, που κατά τη διαδικασία παραγωγής του υποβάλλεται στην εναπόθεση μιας επικάλυψης, η οποία έχει επιλεκτικές ιδιότητες ως προς την ηλιακή ακτινοβολία, επιτρέποντας στο ορατό φως να διαπεράσει το γυαλί, ενώ εμποδίζουν την η- λιακή θερμότητα. Έτσι, η τεχνολογία λειτουργεί σαν ένας υαλοπίνακας καθαρού γυαλιού που απλώς διαθέτει τις παραπάνω ιδιότητες. Η επίδραση της τεχνολογίας στην εξωτερική θέα αφορά κυρίως στη χρωματική αλλοίωση. Παρόλο που διατίθεται σε διάφορες αποχρώσεις γυαλιού, για την προκειμένη μελέτη επιλέχθηκαν προϊόντα ουδέτερου χρώματος. Ακόμη και σ' αυτήν την περίπτωση όμως, οι υαλοπίνακες η- λιακού ελέγχου αλλοιώνουν περισσότερο από όλες τις εξεταζόμενες τεχνολογίες το χρώμα του φωτός, σχεδόν ξεπερνώντας τα επίπεδα της χρωματικής ουδετερότητας. Όλες οι υπόλοιπες λύσεις χαρακτηρίστηκαν ως χρωματικά ουδέτερες. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Elpida Vangeloglou, Comparative investigation of microlamella shading and alternative shadings, DTU, 203 Τεχνικά φυλλάδια των εταιρειών: MicroShade A/S, Warema, Scanglass, Saint Gobain, Pilkington, Hunter Douglas. ΣΧΕΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΟΥ ΕΧΟΥΝ ΔΗΜΟΣΙΕΥΤΕΙ ΣΤΑ ΤΕΥΧΗ ''ΚΤΙΡΙΟ'' Σύγχρονες τάσεις σε κουφώματα και σκίαστρα. Αρχιτεκτονική και ενέργεια. Τεύχος 6/203, σελ. 20. Μεμβράνες σκίασης υαλοπινάκων. Τεύχος 5/2009, σελ. 67. Αφιέρωμα: Συστήματα σκίασης. Είδη, χαρακτηριστικά & εφαρμογές. Τεύχος 9/2008, σελ. 93 ΣΧΕΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ ΜΠΟΡΕΙΤΕ ΝΑ ΒΡΕΙΤΕ ΣΤΗΝ ΕΙΔΙΚΗ ΕΚΔΟΣΗ Υ - ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ 205 Χρήσιμα υλικά δόμησης ή επισκεφθείτε το 80 ΤΕΥΧΟΣ 4/205