O ΡΟΛΟΣ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΗΣ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗΣ ΤΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΑΕΙΦΟΡΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΔΟΜΗΜΕΝΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Transcript

1 ΜΑΡΤΙΟΣ-ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2004 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 1 O ΡΟΛΟΣ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΗΣ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗΣ ΤΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΑΕΙΦΟΡΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΔΟΜΗΜΕΝΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΗΕ ROLE OF MATERIALS AND OF THE ENVIRONMENTAL IMPACT ASSESSMENT IN THE SUSTAINABLE DEVELOPMENT OF BUILT ENVIRONMENT Α. MΟΡΟΠΟΥΛΟΥ Καθηγήτρια Ε. Μ. Π., Σχολή Χημικών Μηχανικών, Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών, Γενική Γραμματέας της Δ.Ε. του Τ.Ε.Ε. Μ. ΚΑΡΟΓΛΟΥ Χημικός Μηχανικός, Υποψήφια δρ Ε.Μ.Π. ΠΕΡΙΛΗΨΗ Μια ολοκληρωμένη προσέγγιση στα θέματα της αειφορίας του δομημένου περιβάλλοντος εμπεριέχει δύο σαφείς κατευθύνσεις. Από τη μια στοχεύει στην ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων μιας κατασκευής καθ όλη τη διάρκεια ζωής της και από την άλλη στον περιορισμό των επιπτώσεων του περιβάλλοντος στις κατασκευές και στην αύξηση του χρόνου ζωής τους. Τα δομικά υλικά, με όλα τα στάδια του κύκλου ζωής τους, αποτελούν κρίσιμη παράμετρο για την υλοποίηση ενός αειφόρου σχεδίου ανάπτυξης του δομημένου περιβάλλοντος, συνεπώς η γνώση της «περιβαλλοντικής» ποιότητάς τους αποτελεί τη βάση ανάπτυξής του. Από την άλλη η εκτίμηση των επιπτώσεων του περιβάλλοντος στις κατασκευές αποτελεί χρήσιμο εργαλείο για τη συντήρηση των υπαρχόντων κατασκευών, αλλά και για τη διαχείριση και έλεγχο των κρίσιμων περιβαλλοντικών φορτίων. Η χρήση νέων μεθόδων υψηλής τεχνολογίας για την αποτίμηση, τη συλλογή

2 ΜΑΡΤΙΟΣ-ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2004 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 2 και τη διαχείριση δεδομένων που αφορούν στην αειφόρο συμπεριφορά των υλικών στις κατασκευές και στο δομημένο περιβάλλον δημιουργεί ένα χρήσιμο εργαλείο στο σχεδιασμό της ανάπτυξης και της διατήρησης ποιότητας του δομημένου περιβάλλοντος συμβάλλοντας στην αειφορία του. ABSTRACT An integrated approach concerning the sustainability of built environment consists of two directions: the minimization of constructions environmental impacts throughout their whole life cycle, as well as the mitigation of environmental pressures to the construction and their service lifetime increase. The structural materials, at all their phases in their life cycle, consist a critical parameter for the realization of a sustainable development plan of built environment, therefore the knowledge of their environmental quality constitutes the basis of such plan. From the other hand the environmental impact assessment in the scale of the constructions, is a useful tool for the maintenance of the existing infrastructure, as well as for the management and control of critical environmental loads. The use of new techniques and technologies for the assessment, the collection, and management of data concerning sustainable properties of materials and structures represents a modern tool for the sustainable planning, development and maintenance of built environment. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Μετά τη βιομηχανική επανάσταση η μορφή του πλανήτη άλλαξε ριζικά λόγω των διάφορων ανθρώπινων τεχνολογικών επιτευγμάτων, της ραγδαίας αύξησης του πληθυσμού και της εκτεταμένης χρήσης των πόρων. Στο κατώφλι της νέας χιλιετίας η μόλυνση του περιβάλλοντος, τα τοξικά απόβλητα, η χωρητικότητα των υγειονομικών τόπων ταφής των σκουπιδιών, η αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη, η ελάττωση των πόρων και του όζοντος, η αποψίλωση των δασών κρούουν τον κώδωνα του κινδύνου σχετικά με τα όρια του «capacity carrying» της γης. 1 Το δομημένο περιβάλλον αποτελεί ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα των επιπτώσεων της ανθρώπινης δραστηριότητας στη διαχείριση των πόρων. Υπολογίζεται ότι το ένα έκτο της κατανάλωσης φρέσκου νερού, το ένα τέταρτο της ξυλείας

3 ΜΑΡΤΙΟΣ-ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2004 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 3 και τα δύο πέμπτα των υλικών και της ροής ενέργειας καταναλώνονται για τις διάφορες κατασκευές. Επιπλέον, επιδρά σε περιοχές πέρα από την άμεση γειτονιά του, προσβάλλοντας τον υδροφόρο ορίζοντα, την ποιότητα του αέρα και τους τρόπους μαζικής μεταφοράς. 2 Μια άλλη διάσταση του προβλήματος εξίσου σημαντική, η οποία και χρίζει άμεσης εύρεσης λύσεων, είναι η επίδραση του περιβάλλοντος στις κατασκευές. Πράγματι οι σύγχρονες κατασκευές κάτω από τη δράση των περιβαλλοντικών φορτίων παρουσιάζουν εκτεταμένα φαινόμενα φθοράς, πολλές φορές χωρίς να καλύπτουν το λειτουργικό χρόνο ζωής τους (service lifetime) και το κόστος για τη συντήρηση και την επισκευή τους είναι εξαιρετικά υψηλό. Υπολογίζεται ότι στην Ευρώπη το 50% του συνολικού κόστος των κατασκευών οφείλεται σε εργασίες επισκευών. Ένα μεγάλο ποσοστό αποδίδεται στην επισκευή των υποδομών από οπλισμένο σκυρόδεμα. Στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής υπολογίζεται ότι το συνολικό κόστος για την επισκευή των κατασκευών από σκυρόδεμα ανέρχεται σε 100 εκατ. δολάρια. 3 Το πρόβλημα της φθοράς των κατασκευών αυτών είναι από τα καίρια ζητήματα της εποχής μας, δεδομένου ότι η μεγαλύτερη και κύρια μάζα των κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα σε όλα τα αστικά κέντρα του σύγχρονου κόσμου, προϊόντα του μεσοπολέμου, σήμερα ξεπερνούν τα εβδομήντα χρόνια ζωής τους. Όπως έχει αποδειχτεί πειραματικά 4 ο χρόνος ζωής των εβδομήντα χρόνων του οπλισμού και του σκυροδέματος σε θαλάσσια και ρυπασμένη ατμόσφαιρα (όπως η Ελλάδα και οι περιοχές σε απόσταση 500χλμ από τη θάλασσα) είναι ιδιαίτερα κρίσιμος για αποδεκτές παραμένουσες αντοχές του οπλισμένου σκυροδέματος. Επιπλέον, οι αντοχές του σκυροδέματος λόγω ενανθράκωσης του μειώνονται δραματικά, λόγω μεταβολής της μικροδομής του και της σύστασής του. 5,6,7 Συνεπώς, ανάμεσα στους κύριους στόχος της αειφόρου ανάπτυξης του δομημένου χώρου είναι η εναρμόνιση και η προσαρμογή της διαδικασίας σχεδιασμού των έργων, της παραγωγής και της χρήσης των δομικών υλικών και προϊόντων κατασκευής κτιριακών έργων, σε απαιτήσεις όπως αυτής της μείωσης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, της αύξησης του χρόνου ζωής των υλικών και των κατασκευών στις συνθήκες του φυσικού και του δομημένου περιβάλλοντος, καθώς και της βελτίωσης της ποιότητας ζωής

4 ΜΑΡΤΙΟΣ-ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2004 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 4 και εργασίας των πολιτών. 2. ΠΑΡΑΔΟΣΙΑΚΑ ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΙΣΤΟΡΙΚΑ ΚΤΙΡΙΑ: ΠΗΓΕΣ ΤΕΧΝΟΓΝΩΣΙΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΕΙΦΟΡΟ ΔΟΜΗΣΗ Η τεχνογνωσία που αναπτύχθηκε στο πεδίο της διαγνωστικής μελέτης των παραδοσιακών υλικών και της συντήρησης και αποκατάστασης των ιστορικών κατασκευών μπορεί να αποτελέσει την αφετηρία για τη βελτίωση των ιδιοτήτων των νέων υλικών, ώστε αυτά να συμβάλουν στην αύξηση της ανθεκτικότητας και της επιτελεστικότητας των κατασκευών. Η συμβατότητα των υλικών είναι επίσης προσδιοριστική παράμετρος της ανθεκτικότητας των κατασκευών. Συνεπώς η αποτίμηση και η επιλογή των κατάλληλων, ανθεκτικών για το περιβάλλον και συμβατικών μεταξύ τους υλικών, αποτελούν αναπόσπαστα στοιχεία του διεπιστημονικού σχεδιασμού του χώρου, ώστε η ανάπτυξή του να μπορεί να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις της αειφόρου ανάπτυξης. Δεδομένου ότι οι μέθοδοι ελέγχου, η τεχνολογία και οι ιδιότητες των υλικών είναι γνωστές, πρέπει από τη μία να υιοθετηθεί ο έλεγχος της ποιότητας των δομικών υλικών στις κατασκευές με τη χρήση προηγμένων μεθόδων, και από την άλλη να ενσωματωθούν τα κριτήρια αειφορίας των υλικών στο σχεδιασμό του χώρου. Η πόλη του αύριο πρέπει να διδαχθεί από την πόλη του χθες, ώστε να είναι περισσότερο ανθρώπινη, ανταγωνιστική, ποιοτική και βιώσιμη Τεχνικές και Τεχνολογίες για ένα Αειφόρο Δομημένο Περιβάλλον Στο πλαίσιο της αειφόρου ανάπτυξης και της πολιτικής για την προστασία του περιβάλλοντος και της ενέργειας, η Ευρωπαϊκή Στρατηγική για την πόλη του αύριο η οποία συνδέεται άρρηκτα με την πολιτιστική κληρονομιά, έχει στόχους τη βελτίωση της ποιότητας ζωής των αστικών πληθυσμών και κοινοτήτων και την ανταγωνιστικότητα των Ευρωπαϊκών πόλεων. Αντικείμενο μιας τέτοιας στρατηγικής είναι ο σχεδιασμός, η προώθηση και η υλοποίηση της αειφόρου ανάπτυξης του Ευρωπαϊκού δομημένου περιβάλλοντος με έμφαση τις Ευρωπαϊκές πόλεις με σεβασμό στο κοινωνικό, οικονομικό, φυσικό και πολιτιστικό περιβάλλον (Αρχιτεκτονική και Πολιτιστική Κληρονομιά) και την αξιοποίηση και ανάπτυξή του. 8,9 Οι μέθοδοι και τα μέσα υλοποίησης αυτής της στρατηγικής είναι η ανάπτυξη της πόλης και η προστασία της πολιτιστικής κληρονομιάς με τη χρήση προηγμένων υλικών, τεχνι-

5 ΜΑΡΤΙΟΣ-ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2004 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 5 κών, τεχνολογιών και μεθόδων που διασφαλίζουν την ολοκληρωμένη διαχείριση του δομημένου περιβάλλοντος της πόλης και της πολιτιστικής κληρονομιάς, δημιουργώντας πόλεις «πιλότους», υποδείγματα για την Ευρώπη. Ειδικότερα οι τεχνικές και τεχνολογίες για ένα βιώσιμο δομημένο περιβάλλον αφορούν σε : 1. Βιώσιμες και αειφόρες τεχνολογίες και υλικά κατασκευής. 2. Αριστοποίηση της χρήσης των πρώτων υλών (υλικά, ενέργεια, νερό, γη). 3. Ελαχιστοποίηση της παραγωγής ρυπαντών συμπεριλαμβάνοντας τα απορρίμματα, την ηχητική ρύπανση και τη σκόνη. 4. Πρόσβαση και ασφάλεια του δομημένου περιβάλλοντος. Νέες τεχνολογίες για τη μείωση των περιβαλλοντικών φορτίων: Αποτίμηση και έλεγχο των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε πραγματική κλίμακα Καθορισμό των κρίσιμων κατωφλίων συγκέντρωσης των περιβαλλοντικών φορτίων. Καθορισμό τω πηγών ρύπανσης. Νέες μη καταστρεπτικές τεχνικές αποτίμησης σε μεγάλη κλίμακα. Καινοτόμες στρατηγικές σχεδιασμού. Σχεδιασμό των επεμβάσεων συντήρησης. Προληπτική συντήρηση των κατασκευών. Χρήση αειφόρων / συμβατών υλικών και τεχνικών Κατανόηση της ανθεκτικότητας των παραδοσιακών δομικών υλικών και τεχνικών. Επιδεκτικότητα σε φθορά και ανάλυση κινδύνου στα περιβαλλοντικά φορτία. Μελέτη των μηχανισμών φθοράς των δομικών υλικών. Κριτήρια και μεθοδολογία για την ανάπτυξη νέων υλικών αποκατάστασης. 3. ΚΥΚΛΟΣ ΖΩΗΣ ΤΩΝ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ -ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ O κύκλος ζωής των δομικών υλικών αποτελείται από τρία βασικά στάδια αναφορικά με τον κύκλο ζωής ενός κτιρίου: το στάδιο που προηγείται της κατασκευής του, αυτό της κατασκευής και χρήσης του κτιρίου και το στάδιο που ακολουθεί το τέλος της χρήσης του. 10

6 ΜΑΡΤΙΟΣ-ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2004 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 6 - ( -,, µ ) - (,,, ) µ «-» ( µ, ) µµ Σχήμα 1: Διάγραμμα του κύκλου ζωής των υλικών συναρτήσει του κύκλου ζωής των κατασκευών Η αποτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των διάφορων υλικών αποτιμάται από τον κύκλο ζωής των υλικών (Life Cycle Assessment LCA). Η ιδανική κατάσταση θα ήταν για το κάθε υλικό να υπάρχει η Ανάλυση του Κύκλου Ζωής (ΑΚΖ), η οποία εμπεριέχει όλα τα στάδια στη ζωή ενός προϊόντος: εξαγωγή, παραγωγή, διανομή, χρήση και διάθεση του. Αυτό συνεπάγεται την ανάλυση των επιπτώσεων στο περιβάλλον από την εξόρυξη της α ύλης, την παραγωγή του δομικού προϊόντος και τη χρήση του στο κτίριο έως την κατεδάφιση του κτιρίου, σύμφωνα με γενικά αποδεκτά κριτήρια και ενιαία μέθοδο. Στόχος είναι η δημιουργία μιας βάσης δεδομένων με ποσοτικοποιημένες τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των υλικών, ώστε ο σχεδιαστής να μπορεί εύκολα να επιλέγει υλικά με καλύτερη «περιβαλλοντική» απόδοση Έλεγχος Ποιότητας Υλικών Η ποιότητα των υλικών σε ένα σχέδιο αειφόρου ανάπτυξης του δομημένου περιβάλλοντος είναι μία παράμετρος πολυκριτιριακή. Τα πρότυπα που κυκλοφορούν αφορούν κυρίως στα υλικά στο πρώτο στάδιο κυρίως του κύκλου ζωής τους (βλ. Σχήμα1) μέχρι την εγκατάστασή τους. Ο έλεγχος ποιότητας των δομικών υλικών μπορεί να πραγματοποιηθεί τόσο στο εργαστήριο όσο και επί τόπου. Ο έλεγχος αυτός αποσκοπεί στην αποτίμηση των ιδιοτήτων, της δομής, της σύστασης και της τεχνολογίας παραγωγής των υλικών. Στο Σχήμα 2 που ακολουθεί φαίνεται ότι ο έλεγχος ολικής ποιότητας των υλικών είναι

7 ΜΑΡΤΙΟΣ-ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2004 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 7 καθοριστικός στην επιλογή υλικών με κριτήρια αειφορίας. Σχήμα.2 : Γενικευμένο διάγραμμα του ελέγχου ποιότητας των υλικών για την αειφορία του δομημένου περιβάλλοντος Οι μη καταστρεπτικές μέθοδοι εξέτασης των υλικών αποτελούν ένα σύγχρονο και άμεσο εργαλείο επί τόπου εξέτασης των υλικών και αποτίμησης των περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε πραγματική κλίμακα και χρόνο. 11 Το εργαστήριο του Tομέα της Τεχνικής και της Επιστήμης των Υλικών του τμήματος Χημικών Μηχανικών του Ε.Μ.Π. διαθέτει ένα σύγχρονο εξοπλισμό μη καταστρεπτικού ελέγχου των υλικών 12 που αποτελείται από: Φορητό Μικροσκόπιο Οπτικών Ινών για την εξέταση των επιφανειών από την άποψη της υφής και της μικροδομής των υλικών. Λογισμικά ψηφιακής επεξεργασίας εικόνων επιφανειών για τη χαρτογράφηση της φθοράς τους. Σύστημα υπερηχοσκόπησης για την ανίχνευση ρωγμών, κενών στα υλικά. Υπέρυθρη θερμογραφία χαμηλού και υψηλού μήκους κύματος για τον εντοπισμό ατελειών στα υπό εξέταση υλικά, καθώς επίσης και για επιθεώρηση επί τόπου της

8 ΜΑΡΤΙΟΣ-ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2004 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 8 κατασκευής (ανίχνευση υγρασίας, έλεγχο θερμομονώσεων, έλεγχο ηλεκτρικών εγκαταστάσεων). Σύστημα γεωραντάρ για την εξέταση για την εξέταση των υλικών τόσο επιφανειακά όσο και σε βαθύτερα στρώματα με δυνατότητα ανίχνευσης προβλημάτων διαστρωμάτωσης, ρωγμών στα υλικά. Χρωματόμετρο για τη μέτρηση του χρώματος των επιφανειών. Υγρόμετρο για τη μέτρηση της σχετικής υγρασίας των υλικών. Οι παραπάνω τεχνικές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ένα πλήθος εφαρμογών τόσο σε καινούργιες όσο και σε ιστορικές κατασκευές. Χαρακτηριστικά αναφέρεται μια συνδυασμένη χρήση της θερμογραφίας υπερύθρου και του γεωραντάρ στον εντοπισμό περιοχών με ελαττωματικά σημεία και έντονη φθορά στον ασφαλτοτάπητα του αεροδρομίου του Ελληνικού. Εικόνα 1,2: Ραδιογεώγραμμα και θερμογράφημα ασφαλτοτάπητα 13,14 4. ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ-ΥΛΙΚΩΝ Η ολοκληρωμένη διαχείριση περιβάλλοντος- δομικών υλικών της κατασκευής μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω μιας διαδικασίας συνεχούς παρακολούθησης ενός πλήθους στοιχείων, όπως είναι τα ολοκληρωμένα συστήματα πληροφοριών. Ένα ολοκληρωμένο σύστημα γεωγραφικών πληροφοριών (G.I.S) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διαχείριση μιας βάσης περιβαλλοντικών δεδομένων που αφορούν στα υλικά, στις κατασκευές, στην αρχιτεκτονική, στις κοινωνικές επιπτώσεις. 15 Στο ολοκληρωμένο αυτό σύστημα μπορούν να εισαχθούν τα αποτελέσματα που προκύπτουν από : - τη χρήση και προτυποποίηση μη καταστρεπτικών μεθόδων ελέγχου των υλικών - την ανάλυση των υλικών στο εργαστήριο

9 ΜΑΡΤΙΟΣ-ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2004 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 9 - τη μέτρηση των περιβαλλοντικών φορτίων - στοιχεία που αφορούν σε κόστος υλικών αντικατάστασης και εργασιών συντήρησης Η συνολική διαχείριση των δεδομένων οδηγεί σε : - σχεδιασμό των επεμβάσεων συντήρησης - συνολική περιβαλλοντική διαχείριση του κτιρίου/ συνόλου Στη συνέχεια αναφέρονται δύο χαρακτηριστικά παραδείγματα διαχείρισης ενός κτιρίου και ενός συνόλου σε περιβάλλον στην πρώτη περίπτωση αστικό-ρυπασμένο, ενώ στη δεύτερη σε θαλάσσιο περιβάλλον Αποτίμηση φθοράς υλικών περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε κλίμακα κτιρίου Το μέγαρο Μελά είναι ένα δείγμα νεοκλασσικής αρχιτεκτονικής, που βρίσκεται στο κέντρο της Αθήνας. Eικόνα 3: To μέγαρο Μελά Eικόνα 3: To μέγαρο Μελά Eικόνα 5, 6: AutoCAD mapping της Ανατολικής και της Δυτικής Όψης 16 Με τη συνδυασμένη χρήση μη καταστρεπτικών τεχνικών και εργαστηριακών μεθόδων μετά από κατάλληλες δειγματοληψίες πραγματοποιήθηκε μία καταγραφή τόσο των υλικών των όψεων, όσο και της φθοράς τους. Με τη χρήση ενός συστήματος διαχείρισης πληροφοριών AutoCAD mapping χαρτογραφούνται τα υλικά και η φθορά τους στις

10 ΜΑΡΤΙΟΣ-ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2004 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 10 όψεις, ενώ με την εισαγωγή των κατάλληλων δεδομένων που αφορούν στο κόστος των υλικών και των επεμβάσεων συντήρησης μπορεί να πραγματοποιηθεί ένας συνολικός προγραμματισμός των υλικών και των επεμβάσεων συντήρησης. 17 Οι κύριες επεμβάσεις αποκατάστασης που προτείνονται για το σύνολο των όψεων του κτιρίου είναι για μεν τα επιχρίσματα αφαίρεση με μικρο-αμμοβολή μεγίστης πίεσης 2,5 bar των χρωματισμών και χρήση νέων χρωματισμών σιλοξανικών (χαρτογράφηση επιφάνειας στην Ανατολική όψη Εικόνα 5), για τις μεν μαρμάρινες επιφάνειες καθαρισμός με ήπια υδροβολή μεγίστης πίεσης 2 bar και προστασία με χρήση υλικών antigraffiti (χαρτογράφηση επιφάνειας στη Δυτική όψη Εικόνα 6) Αποτίμηση φθοράς υλικών περιβαλλοντικών σε ιστορικά σύνολα σε κλίμακα πόλεων Η προστασία ενός μνημείου, όπως οι μεσαιωνικές οχυρώσεις της Ρόδου, ενταγμένες στον αστικό πολεοδομικό ιστό, χρήζει ιδιαίτερης μεταχείρισης καθώς άπτεται ζητημάτων που αποτελούν αντικείμενα ενός ευρέως πεδίου έρευνας. Το ολοκληρωμένο πρόγραμμα συντήρησης των μεσαιωνικών οχυρώσεων της Ρόδου συμβάλλει από τη μία στην παρακολούθηση-μέτρηση των περιβαλλοντικών παραγόντων φθοράς των υλικών, στη χαρτογράφηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, τη συσχέτιση και αποτίμηση των δεδομένων αλληλεπίδρασης περιβάλλοντος- υλικών, αλλά και στο σχεδιασμό και την επιλογή των κατάλληλων επεμβάσεων και υλικών συντήρησης. Πέρα από την οργάνωση των δεδομένων στόχος της προσπάθειας αυτής ήταν η ανίχνευση συσχετίσεων ανάμεσα στα δεδομένα (π.χ. περιεχόμενη υγρασία τοιχοποιίας-αποχετευτικό σύστημα), καθώς επίσης και η δημιουργία μιας βάσης δεδομένων ικανής να συμπεριλάβει καινούργια δεδομένα, καθιστώντας τη ένα χρήσιμο εργαλείο για ανάλυση και ολοκλήρωση δεδομένων. Πιο συγκεκριμένα με το πρόγραμμα επιτρέπει: την καταγραφή των συνθηκών του περιβάλλοντος και την ανάλυση του υπάρχοντος σχεδίου πόλεως εξετάζοντας τις λειτουργικές παραμέτρους τη χαρτογράφηση και ανάλυση (ποιοτική και ποσοτική) των φαινομένων φθοράς την αποτίμηση των παλαιότερων υλικών και επεμβάσεων συντήρησης Η ολοκληρωμένη διαχείριση των δεδομένων σε ένα σύστημα γεωγραφικών πληροφοριών οδηγεί στην κατάστρωση ενός χάρτη περιβαλλοντικών φορτίων, όπως αυτό της

11 ΜΑΡΤΙΟΣ-ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2004 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 11 Εικόνας 7 σημαντικό εργαλείο για τη λήψη αποφάσεων στο πλαίσιο της ολιστικής διαχείρισης (τόσο ενεργού όσο και παθητικής) του συστήματος μνημείου-περιβάλλοντος για το στρατηγικό σχεδιασμό υλικών και επεμβάσεων συντήρησης. Με την ενεργό διαχείριση του συστήματος μνημείου-περιβάλλοντος εντοπίζονται στην κλίμακα του μνημείου οι πηγές των περιβαλλοντικών φορτίων και προτείνονται μέτρα τόσο για τον περιορισμό της επίδρασης αυτών, όσο και για την τουριστική και πολιτιστική ανάπτυξη των μεσαιωνικών οχυρώσεων σε συνεργασία με τους αρμόδιους φορείς. Εικόνα 7: Χάρτης περιβαλλοντικών φορτίων στη Μεσαιωνική πόλη της Ρόδου 18 Από την άλλη βασικός στόχος της παθητικής διαχείρισης είναι η συντήρηση των υλικών και των κατασκευών. Στο πλαίσιο αυτό λαμβάνοντας υπόψη την υφιστάμενη κατάσταση των οχυρώσεων, όπως αυτή πιστοποιείται από το σύνολο των μετρήσεων και το συνδυασμό, προέκυψε ότι για τις κύριες εργασίες συντήρησης στις μεσαιωνικές οχυρώσεις της Ρόδου που περιλαμβάνουν επεμβάσεις στερέωσης, κονιάματα αποκατάστασης και επιλογή λίθων αντικατάστασης θα πρέπει να χρησιμοποιούνται προϊόντα που θα αυξήσουν την ανθεκτικότητα της κατασκευής, θα αντιμετωπίζουν αποτελεσματικά τα περιβαλλοντικά φορτία και θα είναι συμβατά με τα ιστορικά υλικά. Σε πρώτη φάση μιας τέτοιας προσέγγισης είναι θεμελιώδες να πραγματοποιείται μια έρευνα που θα επιτρέπει τη διάγνωση της υφιστάμενης κατάστασης του κτιρίου σε ότι αφορά τη φθορά του, την έκθεσή του στο περιβάλλον κ.λπ. Οι μη καταστρεπτικές τεχνικές σε συνδυασμό με τις ενόργανες μεθόδους ελέγχου των υλικών που εφαρμόστηκαν επιτρέπουν την αποτίμηση της περιβαλλοντικής φθοράς των υλικών και τη χαρτογράφηση

12 ΜΑΡΤΙΟΣ-ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2004 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 12 της στην κλίμακα του μνημείου. Στην Εικόνα 8 που ακολουθεί απεικονίζονται η χαρτογράφηση της φθοράς των υλικών και οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις στις μεσαιωνικές οχυρώσεις της Ρόδου σε ένα σύστημα γεωγραφικών πληροφοριών, με τη χρήση ψηφιακής επεξεργασίας φωτογραφιών. Εικόνα.8: Εμφάνιση σε σύστημα γεωγραφικών πληροφοριών GIS ψηφιακά επεξεργασμένες φωτογραφίες τμημάτων των οχυρώσεων για τη χαρτογράφηση της φθοράς των τοιχοποιιών λόγω της διαβρωτικής δράσης του περιβάλλοντος 18 Θεμελιώδες κριτήριο για την επιλογή των κατάλληλων υλικών και επεμβάσεων συντήρησης στάθηκε η έννοια της συμβατότητας. Η συμβατότητα (αισθητική, φυσικο-χημικήμηχανική) των χρησιμοποιούμενων υλικών, επιδιώκει τη μεγαλύτερη ανθεκτικότητα στο χρόνο των υλικών και των κατασκευών στις συνθήκες έκθεσης του μνημείου. Ο όρος της συμβατότητας είναι πολυδιάστατος και αναφέρεται τόσο στην αισθητική, μηχανική και φυσικοχημική συμβατότητα των υλικών μεταξύ τους και στο σύνολο της κατασκευής. Εικόνα 9: Χρήση της θερμογραφίας υπερύθρου στο GIS στη χάραξη των υπογείων δικτύων 18 Η συνδυασμένη χρήση του χάρτη των περιβαλλοντικών φορτίων με τη βάση δεδομένων (για παράδειγμα τη θερμογραφία υπερύθρου), αλλά και το πολεοδομικό σχέδιο της πόλης μπορεί να υποδείξει τις άριστες λύσεις στη χάραξη ή ανάπλαση των υπογείων δικτύων.

13 ΜΑΡΤΙΟΣ-ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2004 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ O ρόλος των δομικών υλικών είναι κομβικός σε ένα αειφόρο σχέδιο ανάπτυξης του δομημένου περιβάλλοντος. Από τους σχεδιαστές και όσοι εμπλέκονται με τον κατασκευαστικό τομέα απαιτείται γνώση των ιδιοτήτων τόσο των σύγχρονων όσο και των παραδοσιακών υλικών. Η ποιότητά τους, μέτρο της επιτελεστικότητάς τους, αποτελεί βασικό κριτήριο της «περιβαλλοντικής» απόδοσης των κτιρίων. Για την ασφαλή διάγνωση της ποιότητάς τους και την εναρμόνισή τους σε ένα αειφόρο σχέδιο απαιτείται συνεχής επιστημονική έρευνα και ένταξή τους σε ένα ολοκληρωμένο στρατηγικό πρόγραμμα διαχείρισης του δομημένου περιβάλλοντος, με σεβασμό στο κοινωνικό, οικονομικό, φυσικό και πολιτιστικό περιβάλλον. Προς την κατεύθυνση αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κλίμακα κτιρίου ένα λογισμικό όπως αυτό του AutoCAD mapping για τη χαρτογράφηση των υλικών και της φθοράς τους, ενώ ένα ολοκληρωμένο σύστημα γεωγραφικών πληροφοριών (G.I.S) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διαχείριση μιας βάσης περιβαλλοντικών δεδομένων (όπως αυτά προκύπτουν από τη χρήση μη καταστρεπτικών μεθόδων ελέγχου των υλικών) που αφορούν στα υλικά, στις κατασκευές, στην αρχιτεκτονική, στις διάφορες κοινωνικές επιπτώσεις. Τα υλικά δίνουν στο δομημένο περιβάλλον τη φυσική του οντότητα και εξυπηρετούν τις ανθρώπινες ανάγκες. Γι αυτό αποτελούν μέτρο διατήρησης του δομημένου περιβάλλοντος και αειφορίας των πόλεων του αύριο. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Gottfried D.A., (1996), Sustainable building technical manual, Public Technology. 2. Rodman D., Lenssen N., (1996), A building revolution : How ecology and health concerns are transforming construction, Worldwatch paper 124, Washington DC. 3. Long A. E., Henderson G. D, Montgomery F. R., (2001), Why assess the properties of near-surface concrete?, Construction and Building Materials, Vol. 15, Is. 2-3, pp Σκουλικίδης Θ., Μπατής Γ., Μαρικάκης Δ., (1980), Μελέτη με προτυποποιημένα δοκίμια της διάβρωσης και προστασίας του οπλισμένου σκυροδέματος στον αέρα και σε θαλάσσιο νερό, Πρακτ. 2 ου Συνεδρίου Χημικών Μηχανικών, (Εκδ. Συλλόγου Χημικών Μηχανικών) Αθήνα.

14 ΜΑΡΤΙΟΣ-ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2004 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ Moropoulou, A., Batis, G., Chronopoulos, M., Spanos, Ch., (1993) Investigation of the marine atmosphere - Concrete structures interaction and its impact to the reinforcements, Scienza e Beni Culturali IX, (ed. G. Biscontin, D. Mietto, Publ. Libreria Progetto Editore Padova ), Bressanone. 6. Grattan-Bellew P. E., (1996) Microstructural investigation of deteriorated Portland cement concretes, Construction and Building Materials, Vol. 10, pp A. Moropoulou, G. Batis, A. Bakolas, E. Aggelakopoulou, M. Karoglou, K. Zi, (2002,) Marine environment impact assessment to Spa structure at Kallithea in Rhodes. Planning of appropriate repair and preservation interventions, In symp. Hazards & Modern Heritage, (eds Technical Chamber of Dodekanese), Rhodes. 8. ΕN:C178/65, (1998),Theme 4:Energy, Environment and Sustainable Development, Official Journal of The European Communities. 9. A. Moropoulou,, (2001)Key action City of Tomorrow and Cultural Heritage, European Committee, Brussels. 10. Kim J.J., (1998), Sustainable Architecture Module: Qualities, Use, and Examples of Sustainable Building Materials, Project Intern, National Pollution Prevention Center for Higher Education. 11. Moropoulou, A., Koui, M., Tsiourva, Th., Kourteli, Ch., Papasotiriou, D., (1997) Macro- and micro non destructive tests for environmental impact assessment on architectural surfaces, Materials Issues in Art and Archaeology V, Vol. 462, ed. P.B. Vandiver, J.R. Druzik, J.F. Merkel, J. Stewart, Publ. Materials Research Society, Pittsburgh pp Κουλουμπή Ν., Μοροπούλου Α., Μπατής Γ., Χρυσουλάκης Ι., Κουή Μ.,(1997), Σημειώσεις ασκήσεων του εργαστηρίου επιστήμης και τεχνικής των υλικών Υλικά Ι, Ε.Μ.Π. 13. Moropoulou, A., Avdelidis, N.P., Koui, M., Aggelopoulos, A., Karmis, P., (2002), Infrared Thermography and ground penetrating radar for airport pavements assessment, Nondestructive Testing and Evaluation, 18, Νο 1 pp Moropoulou, A., Avdelidis, N.P., Koui, M., Kakaras, K., (2000) An application of

15 ΜΑΡΤΙΟΣ-ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2004 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 15 thermography for detection of delaminations in airport pavements, NDT&E International, Vol. 34, Νο 5 pp A. Moropoulou, M. Koui, N.P. Avdelidis, Ch. Kourteli, (2000), Preservation planning as a tool for a sustainable historic city, Urban Regeneration and Sustainability: The Sustainable City, ed. C.A. Brebbia, (eds. Wessex Institute of Technology) pp Μιχαήλ Σ., Διαχείριση και προγραμματισμός επεμβάσεων συντήρησης Όψεων ιστορικών κτιρίων της Εθνικής Τράπεζας της Ελλάδος σε Αθήνα και Πειραιά, Μεταπτυχιακή Εργασία, ΔΠΜΣ: Προστασία Μνημείων, ΕΜΠ, Moropoulou, A., (2002) NDT as a tool for materials characterisation, environmental impact assessment, conservation, evaluation and strategical planning regarding the protection of cultural heritage in Proc. of ART 2002 Int. Conf., Antwerp, Proceedings in CD-Rom. 18. Α. Μοropoulou, M. Koui,, Ch. Kourteli, D. Papasotiriou, P. Theoulakis, Th. Tsiourva, n. Achilleopoulos, Ch. Karakandas, A. Romanos, k. Tokatlidou, Th. Kolliadis, N. Zafiris, R. Van Grieken, F. Delalieux, B. Silva, E. Molina, M.A. Vicente, S, Vicente, F. Zezza, F. Macri, (1997) Techniques and Methodology for the Preservation and environmental management of historic complexes-the case of the Mediaval City of Rhodes, Proc. 4th Int. Sym. on the Conservation of Monuments in the Mediterranean, Vol.4, pp