«Μελέτη και παράμετροι που επηρεάζουν

Transcript

1 ΑΤΕΙ ΠΕΙΡ ΑΙΑ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΉ ΕΡΓ ΑΣΙΑ «Μελέτη και παράμετροι που επηρεάζουν τους δείκτες θερμικής άνεσης κτιρίου» Σπουδαστής: Κουτσούκος Νικόλαος Εισηγητής: Κωνσταντίνος - Στέφανος Νίκας ΙΟΥΝΙΟΣ 2012

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΆΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΉ l.1 Πρό λογος l.2 Η αναγκαιότητα μελέτη ς της θερμικ1ίς άνεση ς κτιρίων Το φαινόμενο του θερμοκηπίου l.2.2 Το φαινόμενο της ασ τικ1ί ς θ ε ρμικίίς νησίδας ΚΕΦΆΛΑ Ι Ο 2: ΤΟ ΚΛΙΜΑ ΚΑ Ι Η ΣΧΕΣΗ ΤΟΥ ΜΕ ΤΟ ΖΗΤ Η ΜΑ ΤΗΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΑΝΕΣΗΣ 2.1 Παράγοντ ες που συνιστούν το κλιματικό σύνολο l.1 Θερμοκρασία Ηλιακή ακτινοβολία Άνεμος l Υγρασία Εσώκλιμα Οι ελληνικές κλιματικές συνθ1ίκες Βιοκλιματικός σχεδιασμός κα ι θερμικ1ί άνεση

3 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΑΝΕΣΗΣ 3. 1 Π ε ριγ ρ αφ 11 της κατά σταση ς τη ς θ ε ρμική ς ά ν ε ση ς Άλλε ς π α ράμετροι άν ε σης ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΆΖΟΥΝ ΤΗ ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΝΕΣΗ 4.1 Π ε ριβ αλλοντι κέ ς συνθ1ίκες Προσ ωπι κές μ εταβλητ ές Ι Ένδυ ση Δραστηριότητα -Μ εταβολισμό ς Ε φίδρωση Παράμετροι κτιριακ1ίς κατασκευής ΚΕΦΆΛΑ Ι Ο 5: ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΣΤΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΤΗΣ ΑΝΤ ΑΛΛΑΓΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ 5. 1 Μηχανισμός ανταλλαγ11ς θ ε ρμότητας του ανθρώπινου σώματος με το πε ριβάλλον

4 Θ ε ρμογ ένεση Θ ε ρμοαποβο λή Θερμορυθμιστικό σύστημα του ανθρώπου ΚΕΦΆΛΑΙΟ 6: ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΠΕΡΙΓJ>ΑΦΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΑΝΕΣΗΣ 6.1 Θερμικό ισο ζύγιο Θερμικό ισ οζύγιο κτιρίου Θ ε ρμικ ό ισ οζύγιο ανθρώπινου σώματος Μοντελοποίηση θ ε ρμικ11ς άνεση ς Θεωρητικά μ ο ντ έλα - Δείκτες Ε μπ ε ιρικά μοντ έλα και προσομοιώ σ ε ις ΚΕΦΆΛΑΙΟ 7: Ο ΔΕΙΚΤΗΣ ΑΝΑΜΕΝΟΜΕΝΗΣ ΜΕΣΗΣ ΑΠΟΔΟΧΗΣ (P.M.V) 7. 1 Έ ννοια και μαθηματικ1ί έ κφραση του δείκτη ' 'λλ ' 7.2 Συσχετισμος μ ε α ες παραμετρου ς ΚΕΦΆΛΑΙΟ 8: Ο ΔΕΙΚΤΗΣ Δ ΥΣΑΡΕΣΚΕΙΑΣ (P.P.D) 54 4

5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9: Ο ΔΕΙΚΤΗΣ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΙΣΟΔ ΥΝΑΜΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ (Ρ.Ε.Τ) 56 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10: ΜΟΝΤΕΛΟ RA ΥΜΑΝ 58 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11: ΣΥΜΠΕΙ>ΑΣΜΑΤΑ- ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ 65 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 67 Κατάλογος Εικόνων Εικόνα 1: Ζητούμενο εύρεσης σημείο υ ισορροπίας ανάμεσα σε επίτευξη Θερμικ1Ίς άνεσης και εξο ικονόμηση ς ενέ ργ ε ιας [Η5] ! l Ε ικόνα 2: Το φαινόμενο της αστικ1ίς Θερμικ1Ίς νησίδας [Β5] l4 Ε ικόνα 3: Το μ έγεθος της επιφάν ε ιας ενός ατόμου που εκτίθεται σε άμεση ηλιακ1ί ακτινοβολία σε συνάρτη ση με το Θέση του ήλιου [Β18] ! 8 Ε ικόνα 4: Κλιματικές ζώνες δ ιαίρεσης της ελληνικής επικράτε ιας σύμφωνα με τον ΚΕΝΑΚ [Ι-12] Ε ι κόνα 5: Θερμικ1Ί άνεση σε βιοκλιματικ1ί κατοικία [Β23] Ε ικόνα 6: Μηχανισμοί ανταλλαγ 1Ί ς Θερμότητας του ανθρώπινου σώματος με το π ε ριβάλλον [Ι-Ι 1] Ε ικόνα 7: Κλίμακα προσδιορισμού δείκτη P.M.V Εικόνα 8: Παράθυρο ε ισαγωγ1ίς δεδομένων μοντ έλου Rayιηan [Β 8] Εικόνα 9: Παράθυρο σχεδιασμού μοντέλου Rayιηan για αστικ~ί περιοχή [Β8] Ε ικόνα 1 Ο: Παράμετροι σχεδιασμού κτιρίου στο μοντ έλο Rayιnan [Β8] Ε ικόνα 11 : Παράμετροι σχεδιασμού δέντρου στο μοντέλο Rayιnan [Β8]

6 Κατάλογος Διαγραμμάτων Διάγραμμα 1: Η μέ ση διακύμανση της θ ε ρμοκρασίας της επιφάν ε ιας της γης σ ε παγκόσμια κλίμακα [Β4] Διάγραμμα 2: Ε νδ ε ίξε ις θερμικ1ίς άνεσης σ ε συνθ1\κες εσω τε ρικού χώρου [Η 3 ] Διάγραμμα 3: Κατηγοριοποίηση μηχανισμών αποκατάσταση ς θερμοκρασιακ1ίς ισορροπίας Διάγραμμα 4: Μηχανικό ανάλογο μηχανισμού θερμορύθμισης του ανθρώπινου σώματο ς [Β 18] Διάγραμμα 5: ΤρισδιάσΊατο μοντ έλο θερμικ1ίς άνεσης [Η7] Διάγραμμα 6: Σχέση ποσοστού δυσαρέσκειας μ ε τη θερμοκρασία και την υγρασία [Β 15] Διάγραμμα 7: Συσχετισμός δε ικτών αναμενόμενης μ έ σης αποδοχ 1 1 ς και δυσαρέσκειας [Β6] Διάγραμμα 8: Διαδικασία λειτουργίας μοντέλου Rayιηan Διάγραμμα 9: Ημ ερ 1Ίσια διακύμανση δε ίκτη Ρ Ε Τ για δ ιαφορ ετικ ές ημέρες τη ς ίδ ια ς εποχ1ί ς [Β 15] Διάγραμμα l Ο: Μ έση τιμ11 ημ ε ρ1ίσιας δ ιακύμανσης δείκτη Ρ ΕΤ για συγκε κριμένη χρονικ1ί π ε ρίοδο [Β 15] Κατιiλογος Πινάκων Πίνακας 1: Κατηγορί ες Θ ε ρμικ1ίς άνεσης κατά ΕΛΟΤ ΕΝ [Η5] Πίνακας 2: Κλίμακα χαρακτηρισμού μιας κατάστασης ανάλογα μ ε τη Θ ε ρμικ1ί άνεση [ Ι-15] Πίνακας 3: Επιθυμητές Θ ε ρμοκρασί ες άν ε σης σύμφωνα με σχετικ1ί μ ελέτη της ASHRAE [Β 19] Πίνακας 4: Συσχετισμός δεικτών κανονικ1ίς εν ε ργού Θ ε ρμοκρασία ς και αναμε νόμε νη ς μ έ ση ς αποδοχ1ίς σ ε σχέση με την ανθρώπινη φυσιολογία [Β8] Πίνακας 5: Παραμετρικ1Ί θεώρηση του δείκτη αναμενομέ νης μ έ ση ς αποδοχ11ς [Β 14, Β26] Πίνακας 6: Συσχετισμός δείκτη Ρ ΕΤ και θ ε ρμικής αίσθησης [Ι-18] Πίνακας 7: Τιμ ές του δείκτη ΡΕΤ σε διάφορες μετεω ρολογικ ές συνθ1ίκ ες [Β 15]

7 Περίληψη Το ζί1τημα τη ς θ ε ρμικής άν ε σης ε ίναι ιδιαίτ ε ρα σημαντικό στις μέ ρ ες μα ς, ε ξαιτίας του σύγχρονου τρόπου ζω1ίς αλλά και του σημε ίου στο οποίο βρίσκ εται η ρύπανση του π ε ριβάλλοντο ς και το διαθέσιμο των ε νεργειακών πόρων. Είναι απαραίτητος λοιπόν, ο αρχικός σχε διασμός αλλά και η συν εχ1ίς μέτρηση αυτού του μεγέθου ς έτσι ώστε να διασφαλίζ εται η ποιότητα της ανθρώπινης ζω1ί ς. Η μ έ τρηση αυτή μπορ ε ί να πραγματοποιηθ ε ί μέσω συγκε κριμ ένων δε ικτώ ν πρόβλε ψη ς - ε κτίμησης που παρουσιάζουν τις επικρατούσ ε ς κάθ ε φορά συνθ1ίκε ς ε ντό ς μια ς δ εδομένης κλίμακας. Στα πλαίσια αυηί ς της πρόβλ ε ψης ε ξετάζε ται κάθ ε φορά συνδυασμό ς δ ε ικτών, οι οποίοι χρησιμοποιούμ ε νοι ως έξ οδοι στη μοντελοποίηση τη ς θ ε ρμικ1ίς συμπ ε ριφορά ς ενός κτιρίου μαζί μ ε έ να πλ1ίθο ς άλλων παραμέτρων που σχετίζ ονται με τον προσανατολισμό και τα υλικά κατασκ ευ1ί ς, το π ε ριβάλλον γύρω από το κτίριο και τις κλιματικέ ς συνθ1ίκ ε ς, μπορούν να δώσουν μια ικανοποιητικ1ί προσέγγιση της πραγματικής κατάστασης, οδηγώντα ς έτσι στις απαραίτητ ες κάθ ε φορά διορθωτικέ ς επ ε μβάσ ε ις. Λέξεις - Κλειδιιi: Θ ε ρμικ1ί Άν ε ση, Ε ξοικονόμηση Εν έ ργ ε ιας, Μ έ ση Απο δ οχ1ί, Δυσαρ έ σκε ια, Πρόβλ ε ψη Abstract T\1eπηal cοιηfογt is a νejύ iιηpoγtant issυe because σf s eνeγal ι-ea s on s, sucl1 as tl1e 111ode1η way otίite and tl1e point at wl1ich enviiόnιηental pollυtion and aνailability σf eneι-gy ι-esoιιι-ces exist. T\1eΓefoΓe, a detailed initial design and cοηtίηιιοιι s ιηeasυγeιηents aι-e essential fογ ensuι-ing tl1e qnality of Ι1uιηaη life. TIΊis ιηeasιιγeιηeηt can be done witl1 specific indicatoι-s fοι- pι-ediction οι- estiιnation wl1icl1 pγesent tl1e existing conditions witl1in a coιτesponding scale. Fοι- tl1is pι-ediction, eνeιύ tίιηe CΙ coιnbination of indicatoγs Is υsed. Το cι-eate CΙ ιnodel tl1at descι-ibes the tl1e11nal bel1avioι- of a building, a laι-ge total of paι-aιneteγs 11aνe to be inseγted, like cliιηate condition, oι-ientation of tl1e building, ιnateι-ials of constωction etc. The outpυt of tl1e ιηodel will be tl1e ι-esults of tl1e selected indicatoγs, giving CΙη CΙdequate app1όacl1 of tl1e ι-eal conditions and gυiding to tl1e CΙppIΌpΓiCΙte coιτectiνe actions. Key - Wonls: T11eπηal Cοιπfοι-t, Eneι-gy Saving, Mean Vote, Dissatisfaction, Pι-ediction 7

8 ΕΙΣΑΓΩΓΉ 1.1 Πρόλογος Το αντικείμενο τη ς π αρούσας εργασ ία ς που ε ίναι η θερμικ1ί άνεση κτιρίου και οι δε ίκτες που την <«εκφράζουν», είνα ι τόσο σημαντικό όσο και π ολυσύνθετο. Η σημασία του έγκε ιται στην ά μεση σχέση του με την ανθρώπ ινη δραστηριότητα και κατ ' ε π έκτασ η με την ανθρώπινη ζω1ί, ενώ η πο λυπλοκότητά του αφορά στο ότι η τελικ1ί δ ιαμόρφωση τη ς συγκεκριμένης κατάστασης αποτελεί τη συνισταμένη πολλών και διαφορετικών συνιστωσών. Η επιτυχημέ νη ε φαρμογ11 της συγκεκριμένης τ εχνολογίας συνίσταται από ένα πλ1ίθο ς παραμ έτρων και κριτηρίων που έχουν να κάνουν αφενός μ ε τις ιδ ιαιτερότητες που παρουσιάζε ι η δό μηση και η κτιριακ1ί κατασκευ1ί και αφετέρου με την ενσω μάτωση και την αποδοχή καινοτόμων τεχνολογικών λύ σεω ν. Σε κάθε π ερ ίπτωση όμως, η δημιουργία ενός ουδέτερου θερμικά π ε ριβάλλοντος, μ έσα στο οποίο ο καθένας μπορ εί να αισθάνεται άνετα και να ε ίναι δημιουργικός αποτελεί μια μ ελετητική πρόκληση. Αν αυτ~ί μάλιστα η επιθυμία - αναγκαιότητα συνδυαστεί μ ε το καθολικά διαπιστωμένο ζί1τημα του ενεργ ε ιακού προβλ1ίματος, της ρύπανση ς του πε ριβάλλοντο ς και της κλιματικ1ίς αλλαγ1ίς (με τον κτιριακό τομέα να συμβάλλε ι σημαντικά στο συγκεκριμένο φαινόμ ενο), τότε γίνεται εύ κολα αντιληπτό πω ς η «στροφψ> προς του συγκεκριμένου τύπου κατασκευές αποτελεί επιτακτικ~ί ανάγκη, με ζητούμενο την εύ ρ ε ση του σημ ε ίου ισορροπίας ανάμεσα στην ε πίτευ ξη τη ς θερμικής και γενικότερης άνεσης του ανθρώπου σ ε ένα κλειστό χώρο και στη χρησιμοποίηση μη ενεργοβό ρων συστημάτων (κλιματισμού, θέρμανσης, αερισμού και άλλω ν Ι-:Ι /Μ διατάξεων) και τεχνικών που θα την εξασφαλ ίζουν. Στα προαναφ ερό μ ε να, θα πρ έπε ι να συνυπολογιστούν οι αλλαγ ές που έχε ι επιφ έ ρ ε ι ο σύγχρονος τρόπο ς ζω1ίς και Θέλουν του ς ανθρώπους να π ερνάν ε το μ εγαλύτερο μ έ ρο ς τη ς ζω1ίς τους μέσα σε «κλειστούς χώρους» μ ε φυσικό 8

9 επακόλουθο το αυξανόμενο ενδ ιαφ έρον για την μελέτη των παραγόντων εκείνων που δημιουργούν συνθ1ίκες γενικότερης άνεσης μ έσα στους κλειστούς αυτούς χώρους. Άλλωστε, οι επιπτώσ ε ις του ακατάλληλου εσω τ ερ ικού π ε ριβάλλοντο ς (είτε αυτές εμφανίζονται μ ε κακή π ο ιότητα αέρα, ε ίτ ε μ ε ξηρ1ί ατμόσφαιρα, ε ίτ ε με θερμοκρασίες έξω από τα όρια της θερμικής άνεσης), μπορούν να δ ημιουργ1ίσ ουν πολλά προβλ1ίματα στους χρήστες των κτιρίων, επηρ ε άζοντας τη ψυχολογικ1ί του ς δ ιάθ εση αλλά ακόμα και τη σωματικ1ί τους υγεία. Προφαν1Ίς λο ιπ όν η σημασία τη ς δυνατότητας επίτευξης των απαραίτητων συνθηκών μ έσα στα κτίρια, με σεβασμό όμως στο περ ιβάλλον και στο π επερασ μ ένο των ενεργε ιακό)v αποθεμάτων. Η διάρθρωση της παρούσα ς εργασίας συνοψίζ εται στις εξ 1Ί ς ενότητ ες: Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγ ωγ 11 σχετικά μ ε το σκοπό, τ ο αντικε ίμενο κα ι τη δο μ1ί της. Ταυτόχρονα επισημαίν ε ται η αναγκαιότητα μ ελέτης της θερμικ1ίς άν ε ση ς κτιρίων, όσον αφορά στη σύνδεσή τη ς μ ε την ανθρώπινη ζω~ί κα ι την καθημ ερ ιν1ί δράση, υπό το πρίσμα φαινομένων όπως αυτά του θ ε ρμοκηπίου και της αστικ1ίς θερμικ1ίς νησίδας. Στο δεύτερο κεφάλαιο, αναλύεται το σύνολο των παραγόντων που συνιστούν την ε πικρατούσα κάθε φορά κλιματικ1ί κατάσταση, αποδίδοντας ι διαίτερ η στο εσώκλ ιμα, στις συνθ1ίκες δηλα δ 1Ί που επικρατούν σ ε κλειστούς χώρους, καταγράφοντας τις ε ιδικές παρ α μέτρου ς της ελληνικ1ί ς πραγματικότητα ς. Στο τρίτο και στο τ έταρτο κεφάλαιο αναλύονται γενικότερα οι συνθ1ίκες άνεσης και ε ιδικότ ε ρα η έ ννοια τη ς αντίστοιχης θερμικ1ίς, με καταγραφή - περ ιγραφ1ί όλων εκε ίνων των παραγόντων και παραμ έτρων που την καθορίζουν στο σύνολό τη ς. Στο π έ μπτο κεφάλαιο καταγράφεται η αλληλεπίδραση ανθρώπου και π ερ ιβάλλοντο ς όσον αφορά στο πλαίσιο ανταλλαγ1ίς θ ε ρμότητας, ένα ς μηχανισμό ς που είναι θ ε μελιώδης για την κατάσταση της θερμικ1ίς άνεσης, η μαθηματικ~ί π ε ριγρ αφ 11 τη ς οποίας γίνεται στο έκτο κεφάλαιο, καταγράφοντας παράλληλα μ ε τις εξ ισώσε ις που την πε ριγράφουν όλα εκε ίνα τα μοντ έλα - δείκτες που χρησιμοποιούνται για τον αναλυτικό προσδιορισμό τη ς. Στα κεφάλαια ε φτά έως δέκα, αναλύονται αντίστοιχα οι δείκτες αναμενόμενης μ έση ς αποδοχ11ς, δυσαρ έσ κε ιας και φυσιολογ ικ1ί ς ισοδύναμης θερμοκρασίας τ όσο όσον αφορά στην έννο ια όσο και στη διαδικασία υπολογισμού του ς, ε μμένοντας στην ανάλυση τ ου μοντ έλου RayMan, δ ίν οντα ς σχετικά παραδ ε ίγματα. βιβλιοθηκ h 9 ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ.

10 Στο ενδέκατο κεφάλαιο αναγνωρίζονται οι προβληματισμοί σχετικά με το συγκεκριμένο ζί1τημα κα ι ταυτόχρονα καταγράφονται συγκεκριμέ να συμπεράσματα και προτάσ ε ις μ ε βάση όλα όσα έχουν παρατ ε θ εί στις προηγούμεν ες ε νότη τες τη ς ε ργασία ς, ανιχνεύοντας τις προοπτικές του κλάδου όσον αφορά στην μ ελλο ντι κή του ανάπτυξη. Η εργασία ολοκληρώνεται μ ε την καταγραφ1ί όλων εκε ίνων των βιβλίων - ά ρθρων που χρησιμοποιήθηκαν και αποτέλεσαν τη β άση για την εκπ όνηση της παρούσας μ ελέτη ς. 1.2 Η aναγκαιότητα μελέτης της θερμιι(ής άνεσης κτιρίων Σύμφωνα με σχετικές εκτιμ1ίσ ε ις, οι άνθρωποι π ε ρνούν π ερ ίπ ου τ ο 90% του χρόνου ζω 1Ί ς του ς σε δ ιάφο ρα τ εχνητά π ε ριβάλλοντα όπως κατοικίες, γραφεία και μ έ σα μ εταφορά ς (αυτοκίνητα, τρ ένα, κλπ.). Είναι λογ ικ ό επομέ ν ως, να υ πάρχε ι τα τ ελευ ταία χρόνια ένα αυξανόμενο ενδιαφ έ ρ ο ν για την μ ελέ τη των παραγ ό ντων εκε ίνων που δημιουργούν συνθ1ίκες Θερμικ1Ίς, οπτικ1ίς, α1ωυσ τικ1ί ς άν ε σης. Παρ άλλη λα έ χε ι ε μφανιστ ε ί και η ανάγκη να αναπτυχθούν τα κατάλληλα μ έσα και συστήματα τα οποία Θα μπορούν ν α εξασφαλ ίσουν τις απο δεκτ ές συνθ1ίκες τόσο σ ε χό)ρους κατοικίας, όσο κα ι σε χώρους ε ργασία ς, μεταφορά ς κλπ. Οι ε σωτερικοί χώροι Θα πρ έπ ε ι να πληρούν τις απαιτούμε ν ες συνθ1ί κες Θ ε ρμοκ ρασία ς, υγρασίας, αερισμού αλλά και τα κατάλληλα επίπ εδα φωτισμού, χρωμάτων, Θορύβων, καθώς και ποιότητας αέρα [Ι-16]. Δεν πρ έπε ι να παραβλε φθ ε ί το γ εγονό ς ότι η κακ1ί ποιότητα του εσωτε ρικού π ε ριβάλλο ντο ς ενό ς κλειστού χώρου συνεπάγεται δυσάρεστες καταστάσ ε ι ς, όπως με ίωση τη ς αποδοτικότητας, αλλαγ11 στην διάθεση, καθώ ς και άλλες σοβαρότερες συν έπ ε ιες όπως πονοκέ φαλοι και ασθένειες που παρουσιάζονται, μεταδίδονται 11 υποτροπιάζουν λόγω του εσωτ ε ρικού μολυσμ έ νου q,έρα. Ο στόχο ς λοιπόν ε ίναι η εύ ρ ε ση ε νός σημε ίου ευσταθούς ισορροπίας ανάμεσα σε δύο ζητούμ ενα, αφενός αυτό τη ς πλ1ίρωση ς όλων εκε ίνων των συνθηκών που συν επάγονται τη θερμικ1ί άνεση μέσα σε έ να κτίριο κα ι αφ ετ έ ρου αυτό τη ς κατανάλωση ς μικρών εν ε ργ ε ιακών ποσ ών, αντιμετωπίζοντας έτσι ορθολογικά και με σ ε β ασ μό στο πε ριβάλλο ν το σημαντικό ε ν ε ργ ε ιακό πρόβλημα τη ς σημε ρινή ς εποχής. 10

11 ~ ---"'" 11 -~- /\. ι' ι / 1 ε ~ο\κονό,ιηση θερμυ..:11 ενεργεια..; uνε:ση Ειιcόνα Ι: Ζητούμ ε νο εύρεση ς σημείου ισορροπίας ανάμεσα σε επ ίτε υ ξη θερμικιj ς άνε σης και εξοικονόμηση ς ε νέρ γε ια ς [Η5} Το φαινόμενο του θερμοκηπίου Η σύγχρονη καθημε ρινότητα αποτε λε ί μια εξέλ ιξη της πραγματικότητας η οποία προ1ί λθε μ έσα από πο λλές αλλαγές στον εργασ ιακό τομέα αλλά και στον τομέα της ιcαθημεριν1ίς διαβίωσης, οι οποίοι άλλαξαν άρδην μετά τη βιομηχανική επανάσταση, μια δ ια δ ικασία η οποία ε π έφερε μ εταβολές όχι μόνο στις ίδιες τις ανθρώπιν ες ζωές αλλά κα ι στο π ερ ιβάλλον, επιβαρύνοντάς το κατά πολύ. Η επιβάρυνση αυηί έχει άμεση σχέση με τους αέριους ρύπους που συνοδεύουν κάθε παραγωγικίί δραστηριότητα και οι οποίοι συν επάγονται επικίνδυνα φαινόμενα όπως η «τρύπα» του όζοντος (επικίνδυνη μ είωση του προστατευτικού αυτού στρώματος τη ς ατμόσφαιρας) και η όξινη βροχή. Αναλυτικότερα, τα αέρια αυτά, τα οποία στην πλειοψηφία τους προ έρχονται από την ανθρώπινη δράση και κατά ένα μικρό ποσοστό από φυσικούς παράγοντ ες, είνα ι: - το διοξείδιο του άνθρακα ( caι-bon dioxide - C02), - το μεθάνιο (ιηetl1cιne - CH4), - το υποξείδιο του αζώτου (nitι-ous oxide - Ν 1 Ο), - οι χλωροφθοράνθρακες ( cl1!01όfluo1όcaι-bons - CFCs), - οι υδρατμοί, άλλοι αλογονάνθρακες, το όζον κ.α [Β 1 ]. 11

12 Το φαινόμε νο του Θ ε ρμοκηπίου, στο οποίο έχου ν γίνει πολλές αναφορές τα τ ελευταία χρόνια, αν Θ εω ρηθεί υπό το πρίσμα του φυσικού του ρόλου, δρα ευε ργ ετικά αφού ε ίναι υπεύθυνο για τη διατήρηση της Θερμοκρασίας στα αναγκαία για την εξα σφάλιση της ανθρώπινης ζω1ί ς επίπεδα. Οι υψηλές όμως συγκεντρώσεις των προαναφερόμενω ν αερίων, πυκνώνουν τα ανώτερα στρώματα τη ς ατμόσφαιρας μη αφήνοντας την εκπεμπόμενη από τη γη υπέρυθρη ακτινοβολία να διαχυθεί έξω από αυηί, με το άθροισμα τη ς μ ε την ε κπε μπόμ ενη από τον ~Ίλιο υπεριώδη ακτινοβολία να αυξάνει κατά πολύ τη Θερμοκρασία του πλαν1ίτη, Το φαινόμ ενο μάλιστα έχε ι πάρε ι τ έτο ια έκταση, ώστε η τελευταία δεκαετία να ε ίναι αποδεδειγμένα αυηί μέ την υψηλότερη Θ ε ρμοκρασία από τότ ε που υπάρχουν επίσημες καταγραφές τη ς Θερμοκρασίας. Επίσης, οι κλιματικές αυτές αλλαγές εκφράζονται με ακραία καιρικά φαινόμ ε να, όπως καταιγίδες, τυφώνες και πλημμύρ ες που ε μφανίζονται με αυξημένη συχνότητα σε σύγκριση μ ε το παρ ελθό ν [Β2, Β3]. Το ακόλουθο διάγραμμα παρουσιά ζε ι τη μ εταβολ1ί που παρουσίασ ε η Θερμοκρασία του πλαν1ίτη στην επιφάν ε ιά του κατά μέσο όρο. Είναι χαρακτηριστικ~ί η αύξηση που παρατηρ ε ίται μ ε τά το 1920, γεγονός κάθε άλλο παρά τυχαίο αφού σχετίζεται μ ε τη βιομηχανικ~ί επανάσταση που «σημάδ ε ψ ε» τη συγκεκριμένη χρονικ1ί πε ρίοδο. Cι.Ί Ο ο -0. -Ο.2,j -Ο.3 '-----'-----'-~---'--~~-----~-~~ Ί ' [1 Διάγραμμα 1: Η μέση διακιjμανση τη ς θερμοκρασίας τη ς επιφάνειας τη ς γ η ς σε παγκόσμια κλίμακα [84} 12

13 1.2.2 Το φαινόμενο της αστικής θερμικής νησίδας Το συγκεκριμένο φαινόμενο περ ιγράφ ε ι την κατάσταση κατά την ο π οία η θερμοκρασία σε μια πόλη είναι υψηλότερη από τις γύρω πε ριοχές, με τη δ ιαφ ορά να παρατηρ ε ίται ακόμα και μέσα στα όρια τη ς ίδιας της πό λη ς σχετικά με το κέ ντρο και τις π εριαστικές π εριοχές. Η διαφορά αυηί μπορεί να φτάσε ι στους 10 C στην πρ ώτη π ε ρίπτωση και στους 4 C στη δεύτερη, γεγονός που εξηγ εί κατά πολύ τη δυσφορία που κυριαρχεί στις συνθήκες διαβ ίωση ς μέσα σε μια πόλη σε σχέση μ ε την επαρχία. Βέβαια σε αυτό θα πρέπει να συνυπολογιστούν και οι ρύποι απ ό την αυξημένη κίνηση αλλά και τις αυξημένες. ενεργειακές δαπάνες, επιτ ε ίνοντα ς ακόμα πε ρισσότερο τις συν έπε ιες του συγκεκριμέ νου φαινομένου, ειδικότερα κατά τη διάρκε ια του καλοκαιριού. Το φαινόμενο της θερμικ1ίς νησίδας δεν οφείλεται κατά κύριο λόγο στο γεγονός ότι έχου με υψηλές μέγιστες θερμοκρασίες κατά τη δ ιάρκεια τη ς ημέ ρα ς αλλά, κυρίως, στο ότι έχου μ ε άνοδο στις ελάχιστες θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια τη ς νύχτας. Αυτό οφείλεται κυρίως στα κτίρια που κατά τη δ ιάρ κε ι α τη ς νύχτας ε κπέμπουν τεράστια ποσά θερμότητας. Συνοπτικά, παρ άγοντες που συμβάλλουν στο συγκεκριμ έ νο φαινόμενο ε ίναι: 1-1 πυκν1ί δόμηση σε συνδυασμό μ ε τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά της (αποστάσεις μεταξύ των κτιρίων, ύψος και γεωμετρία των κτιρίων) αλλά κα ι η ύπαρξη πο λλών επιφαν ε ιών μ ε ανακλαστικές ιδιότητες που αυξάνουν ακόμα π ερ ισσότερο το συνολικό ποσό θερμότητας και ενεργε ια κ1ί ς επιβάρυνση ς. Οι αυξημένες συγκεντρώσ ε ις C0 (διοξειδίου του άνθρακα) πάνω από μία 2 πόλη, δημιουργώντας έτσι μια μικρογραφία του φαινομένου του θερμοκηπίου. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται για τις κατασκευές κτιρίων και δρόμων, υλικά τα οποία στερούνται βιοκλιματικών ιδιοηίτων, που θα μπορούσαν να συμβάλλουν στη θερμικ1ί άνεση των κατοίκων μια ς πόλη ς κατ ' επέκταση της ευρύ τ ε ρης πε ριοχ1ίς. - Μεγάλο μέρος της θερμότητας που αναπτύσσεται οφείλεται σε ανθρωπογενείς δραστηριότητες και παρ άγεται κυρίως από καύσεις. 13

14 - Η με ιωμένη εξατμισοδιαπνοή και ε ξ άτμιση που Θα μπορούσαν εν μ έ ρ ε ι να αντισταθμίσουν το θ ε ρμικό ισοζύγιο. Οφ ε ίλονται ασφαλώ ς στην έλλε ιψη πρασίνου και μεγάλων επιφαν ε ιών ν ε ρού στις πόλε ις. - Η μείωση της ρο1ίς του αέρα μέσα στην πόλη λόγω του τρόπου δόμηση ς των πόλε ων. Η εναλλαγ1ί ψηλών και χαμηλών κτιρίων μ ε ιώνουν την ταχύτητα του ανέμου μέσα στις πόλε ις δυσχε ραίνοντας την διαδικασία ψύξης του α έ ρα αλλά και των επιφαν ε ιών των κτιρίων. Ειιcόνα 2: Το φαινόμ ε νο τη ς αστικιj ς θερμικιj ς νησίδα ς [Β5] 14

15 Το κλίμα και η σχέση του με το ζήτημα της θερμικής άνεσης Το κλί μ α επηρεάζει σε μ εγάλο βαθμό την ανθρώπ ινη ζω 1Ί αφού η ατμόσφαιρα είνα ι τμήμα τ ου π ε ριβάλλοντο ς μέσα στο οποίο ο άνθρωπος ζε ι και δραστηρ ιοπο ιε ίται, οποιοδ1ίποτε τομ έα και αν αφορά η εκάσ τ οτε δραστηριότητα, κοι~ωνικό, πο λιτικό, πολιτισμικό, οικονομικό, καθιστώντας έτσ ι αλληλέ νδετα τα χαρακτηριστικά κλιματικά στο ιχεία με την ανθρώπινη φύση κα ι υγεία. Ο άνορωπος από την πλευρά του, αντιδρά στις δ ιάφορες κλιματικές συνθήκι:ς, προσαρμο ζό μ ενος στις όπο ιες μ ε ταβο λές, μ ε απώτερο σκοπ ό να εξα σφαλίσει την ε ν γέν ε ι άνεσ1ί του, μια ε ιδικ~ί κατηγορία της οποίας αποτελεί κα ι η θερμ ι ΚΊΊ άνεση. Για να γίνε ι κατ ανο ητ11 η επίδραση των ατμοσφαιρικών συνθηκών στην ανθρό)π ινη υγεία και την ευζω ία, θα πρ έπ ει να «μεταφραστεί» η βασικ1ί - πρωτογεν1ίς μετεω ρολογικ1ί πληροφορία σ ε έννο ιες σχε τιζόμενε ς μ ε τη βιολογία του ανθρώπου. Για να γίνε ι εφ ικτό το παραπάνω, η επίδραση της ατμόσφαιρας στον άνθρωπο διαχωρίστηκε σ ε τρ ε ις βασικούς τομε ίς. - Στον τομέα του θερ μικού περιβάλλοντος δηλαδ 1Ί των συνθη κών που επιδρούν στη ν ανταλλαγή θερ μότητας στο σύστημα άνθρωπος- περιβάλλον, - Στον τομ έα της άμεση ς βιολογικ1ίς επίδ ραση ς της η λιακ1ίς ακτινοβολίας και τ έλος, - Στον τομ έα της επίδρασης της α έ ριας ρύπανσης συμπ ε ριλαμβανομ ένη ς και των αλλεργιογόνων ουσ ιών [Β 16]. 2.1 Παράγοντες που συνιστούν το κλιματικό σύνολο Το κλίμα αποτελεί ένα πολυσύνθετο σύνολο, με πολλά και διαφορετικά στο ιχε ία που το συνιστούν. Ειδικότερα, πρ έπ ε ι να γίνει αντ ιληπτ ός ο δυναμικός του χαρακτήρα ς, αφού οι κλιματικές συνθ 1Ί κες είναι συνεχώς μεταβαλλόμενες, με αποτέλεσμα να απα ιτ ε ίται η συν εχή ς παρακολούθησή τους έτσι ώστε η πρόβλεψη και 15

16 η προσαρμογ11 να εξασφαλίζουν κάθε φορά την άνεση της ανθρώπινης διαβίωσης σε κάθε π ε ριοχ11, με τις κλιματικές ιδιαιτερότητ ες να διαφοροποιούν κάθε φορά την προσ έγγ ιση της διαδικασίας, διατηρώντας όμως έ να κοινό στόχο, την εξασφάλ ιση τη ς άνεσης των κατοίκων της εξεταζόμ ε νης περιοχής. Η δυσκολία στην κλιματικ1ί ανάλυση έγκε ιται στο γεγονός της συμμετοχ11ς πολλών παραγόντων σε αυτό που καλε ίται κλίμα μιας π ε ριοχ1ίς. Αναλυτικότερα, οι παράγοντ ες αυτοί Θα προσ εγγ ιστούν στις ακόλουθες υποενότητες Θερμοκρασία Η ένδειξη της Θερμοκρασίας αποτελεί χαρακτηριστικ1ί κλιματολογικ1ί συνθ1ίκη, με τη μέτρησή της να ε ίναι προαπαιτούμ ενο κάθε διαδικασίας εκτ ίμηση ς και προσαρμογ11ς οποιονδ1ίποτε κλιματικών συνθηκών. Μ ε τον γενικό όρο Θερμοκρασία, η αναφορά γίνεται πρακτικά στη θερμοκρασία του αέρα και τη θερμοκρασία του εδάφους. Η Θερμοκρασία του αέρα παρουσιάζε ι έντον ες μεταβολές ανάλογα με τα αέρια ρεύματα σε μια τοποθεσία, την προ έλευ σή του ς, και την ταχύτητα του ανέμου. Όταν οι ταχύτητες ε ίναι μεγάλες η Θερμοκρασία του αέρα επηρ εάζεται λιγότερο από τοπικούς παράγοντ ες όπως η θέρμανση του εδά φους από την ηλιακ1ί ακτινοβολία, η ψύ ξη λόγω ακτινοβολίας από τη γη τις νυχτε ριν ές ώρες κλπ. Διαφοροποίηση υπάρχει και στη θερμοκρασία του αέρα κοντά στο έδα φος και σε διάφορα ύψη. Πολύ κοντά στο έδαφο ς προσεγγίζε ι τη θερμοκρασία του εδάφου ς και μεταβάλλεται με το υψόμετρο, καθώς με ιώνονται και οι επιδράσεις των ημ ε ρ1ίσιων μεταβολών θερμοκρασίας εδάφους [Β 19]. Η σχέση της παραμέτρου τη ς Θερμοκρασίας ως μέ ρος των κλιματολογικών συνθηκών με τη Θερμικ1Ί άνεση έγκε ιται στο κατά πόσο επηρ εάζε ι την επικρατούσα στα κτίρια Θερμοκρασία, με την επήρ ε ια αυηί να ε ίναι δίχως άλλο σημαντικ1ί. Έτσι, η Θερμοκρασία που βιώνουν όσοι βρίσκονται σε ένα κτίριο επηρ εάζε ται από - τη θερμοκρασία του εδάφου ς, - τη διαφορά ύψους ανάμεσα στον όροφο του κτιρίου και στο έδα φος, - τις θερμοκρασιακές μεταβολές (οι οποίες με τη σειρά του ς εξα ρτώνται από άλλους παράγοντες ), 16

17 - τα χαρακτηριστικά τη ς κτιριακής κατασκευής ( επιφάν ε ια εκτεθε ιμένη σε ηλιακή ακτινοβολία, χρωματισμό, υλικά κατασκευής, ύπαρ ξη βλάστησης (άλση, κήποι, παρτ έ ρια), γειτονικά κτίρια κτλ.) Ηλιακή ακτινοβολία Μ ε τον όρο ηλιακ1ί ακτινοβολία ορίζουμε το σύνολο τη ς ενέ ργ ε ια ς που ακτινοβολείται από τον 1Ίλιο και πέφτει σ ε έ να τετραγωνικό μέτρο επιφάν ειας. Η ολική ακτινοβολία αποτελεί το άθροισμα τη ς άμεσης και διάχυτης ηλιακ1ί ς ακτινοβολίας, ονομάζοντας διάχυτη την ακτινοβολία που έ ρχε ται αφού πρώτα ανακλαστεί από τα σύννεφα, προσθ έτοντας και την ακτινοβολία που ανακλάται στο έδαφος, στα κτίρια κλπ. Η κατάσταση της ατμόσφαιρας καθορίζει το ποσό ολικ1ίς ακτινοβολίας καθώς και το ποσοστό άμεσης και διάχυτης. Τα μόρια του αέρα τα σταγονίδια νερού και η σκόνη προκαλούν διάχυση, ενώ υδρατμοί - ν έφωση, όζον και αέριοι ρυπαντές προκαλούν εκτός από διάχυση και απορρόφηση τη ς ηλιακ1ί ς ακτινοβολίας. Γ ενικότ ε ρα το σύνολο της ακτινοβολίας εξα ρτάται από το γεωγραφικό πλάτος, τις μετεω ρολογικές συνθ1ίκες και την ώρα τη ς ημέρας [Β 19]. Είναι επομ ένως απολύτως φυσικό, το μ έγεθος τη ς ηλιακ1ί ς ακτινοβολίας να μ εταβάλλ ε ται συνεχώς, μ ε τις εκτιμ1ίσ εις του κατά τη διάρκεια ε νό ς χρονικού διασηίματος να βασίζο νται σε συγκεκ ριμένα μοντέλα, τα οποία με τη σειρά τους έ χουν δομηθεί με την πρότερη ε μπε ιρία ανά π ε ριοχή και εξε ταζόμενο χρονικό διάστημα. J-I άμεση όμως δράση της όσον αφορά στη Θερμικ1Ί άνεση του ανθρώπου που εκτίθ εται σ ε αυηί καθιστά αυηίν ακριβώς την ε κτίμηση ιδιαίτ ε ρα σημαντική, αφού η λ~1ψη των αναγκαίων μέτρων είναι μείζονος σημασίας. 17

18 Ειιcόνα 3: Το μ έγε θο ς τη ς επιφάν t:ι α ς ε νό ς ατόμου που ε κτίθεται σf: άμεση ηλ ιαιοj ακτινοβολία σε συνάρτηση μ ε το θέση του ιjλιου [Β 18} Ι-Ι ηλιακή ακτινοβολία έχε ι αποδειχθεί ότι μ ε ιών ε ι τη Θ ε ρμικ1ί άν εση του ανθρό)που και δια μορφ ώνε ι δυσχε ρείς βιομετ ε ωρολογικές συνθ1ίκες, ε ιδ ικότερα όταν σι συνθ1ίκες είνα ι Θερμές. Μπορ ε ί επίσης να προκαλέσε ι δυσφορία σ ε άτομα που βρίσκονται εν τός κτιρίων (κοντά σ ε παράθυρα 11 άλλα ανοίγματα) αλλά και σε υπαίθριους χώρους [Β 17]. Για να γίνει απολύτως κατανοητ11 η επίδραση της ηλιακ1ίς ακτινοβολίας (άμεσης και έ μμ εσης) έχουν γίν ε ι σχετικές μ ελέτες οι οποίες έχουν κινηθεί σε δύο π εδία, αυτό των μ ετρ1ίσεω ν της απόκρισης ενός φυσιολογικού ανθρώπου σε διαφορετικά ερεθίσ ματα (πραγματικ1ί κατάσταση) και αυτό των μ ε τρ1ίσεων σε ανθρώπινα μοντέλα (προσομοίωση ανθρώπινης ανταπόκρισης). Στο σύνολό τους όμως και οι δύο τ εχνικές, παρόλο που ακολούθησαν διαφορετικό «μονοπάτι» κατέληξαν στο ίδιο συμπ έ ρασμα, ότι δηλαδ1ί η θ ε ρμική αίσθηση του ανθρώπου επηρ ε άζεται σημαντικά από την ηλιακ1ί ακτινοβολία. 18

19 2.1.3 Άνεμος Αιτία των ανέμων ε ίναι οι δ ιαφορ ές πίε ση ς από έ να σημείο τη ς ατμόσφαιρας σε ένα άλλο. Η συμμετοχ11 του ανέμου στο κλιματικό σύνολο ε ίναι σημαντικ1ί, αφού ακόμα και αν η έ νταση του φαινομένου δεν είναι υψηλ1ί για το μ εγαλύτε ρο χρονικό δ ιάστημ α του έτου ς, όταν συμβαίνει αυτό, το κλί μα μετα β άλλετ α ι κατά π ολύ. Ε ιδ ικότ ε ρα, το ζ1ίτημα του ανέ μου υπό το πρίσμα τη ς Θερ μικ1ί ς άνεση ς, ε ίναι καθοριστικό γιατί μέσω τη ς εξαναγ κασμ ένη ς μ εταφορ άς Θερμικ1Ίς ε ν έ ργ ε ια ς που πε ρικλε ίε ται σε μια αέρ ια μάζα, μπορ ε ί να επηρ εάσε ι τη Θερμικ1Ί αίσθηση του ανθρώ που. Εφόσον πρ όκε ιται γ ια δ ιαμον1ί ε ντό ς κτιρίου, έχει σημασία η Θέση του κτιρίου ως προ ς τα επε ρχόμε να ρεύματα αέ ρα, τα οποία μπ ορούν όχι μόνο να ε ν οχλ1ίσουν αλλά αντίθ ε τα να είνα ι ιδ ιαίτ ε ρα ευεργετι κά σχετικά με την κίνηση του αέρα και το φυσικό αερισμό του κτιρίου. Αποτελε ί άλλωσ τ ε μια βασική παράμετρο σχεδιασμού τη ς βιοκλιματικ1ί ς α ρχιτ εκτονικ1ί ς Υγρασία Ακό μα και αυηί η παράμ ετρος διακρίνεται από τα χαρακτηριστικά των προηγούμ ενων, δηλαδή ε ίναι βασικό στοιχε ίο του κλιματικού συνόλου, επηρ ε άζε ι κατά πολύ τη Θ ερ μική αίσθηση, ε ίναι δυναμικό κατά τη δ ιάρκε ια τη ς ημέρας και τα επίπ εδα στα οποία κυμαίν εται κάθε φορά εξα ρτώνται από πο λλούς παράγο ντες (ύπαρξη επίγε ιων ή υπόγειων υδάτων, βλάστηση, υδάτινες κατασκευές κτλ). Στην Ευρ ώπη γεν ικ ά η υγρασία βρίσκεται κοντά στις συνθ1ίκες άνεση ς για το μ εγαλύτε ρο μ έ ρο ς του έ τους. Εξα ίρ εση αποτελούν οι ε μφανίσ ε ις υψηλών πιέσεω ν υδρατμών σ ε συνδυασμό με υψηλές Θερμοκρασίες και η χαμη λή υγρασία σε συνδυασμό με υψηλές Θερμοκρασίες. Στην πρώτη πε ρίπτωση το π ε ριβάλλον είν α ι πο λύ Θερμό και υγρό, ενώ στη δεύτε ρη πο λύ ξηρό. Αυτές οι συνθ1ίκες ε ίναι πιο συχν ές στην περιοχ1ί τη ς Μ εσογε ίου. Η σχετικ1ί υγρασία παίρνει τις υψηλότερες τιμ ές τη ς τα πρ ω ιν ά, όπου η Θερμοκρασία του αέρα έχε ι τις μικρότερ ες τιμές και μεταβάλλεται κατά τη δ ιάρκ ε ια τη ς ημ έ ρα ς ανάλογα με τη θερμοκρασία. Μ ε την αύξηση τη ς Θερμοκρασίας 19

20 αυξάνεται η πίεση των υδρατμών η οποία σχετίζε ται μ ε τη μέση υγρασία. Οι τιμές της μέσης υγρασίας μεταβάλλονται επίσης από το είδος των αν έ μων (υγροί η ξηροί ανάλογα μ ε την προέλευσ1ί τους). 1-Ι στάθμη της υγρασίας σχετίζε ται μ ε το ποσό της ηλιακ1ίς ακτινοβολίας που φτάνει στο έδαφος, καθώς η υψηλ1ί υγρασία εμποδίζε ι τη μετάδοση ακτινοβολίας η οποία απορροφάται και διασκορπίζεται από τους υδρατμούς και τα σύννεφα [Β 19]. Η υγρασία όμως μπορεί να αποβεί αρνητικός παράγοντας για τη Θερμικ~Ί άνεση ακόμα και με έμμ ε σο τρόπο, επιβαρύνοντα ς τις κτιριακές κατασκευ ές. Η ύπαρξη υγρασίας στα δομικά υλικά μπορ ε ί να επιδ ε ινώσ ε ι έ ως και 50% την απόδοση της υπάρχουσας Θερμομόνωσης. Το νερό είvαι καλό ς αγωγός της Θ ε ρμότητα ς και κατ' ουσία διευκολύν ε ι το καλοκαίρι την ε ισβολ1ί τη ς Θερμότητας στα κτίρια, ενώ τον χε ιμώνα διευκολύνει την απώλε ια της εσωτερικ1ί ς Θ ε ρμότητα ς προ ς το πε ριβάλλον. Αυτό έχε ι ως συν έπε ια να αυ ξάν εται το κόστο ς ψύ ξη ς και Θ έ ρμανση ς, ενώ συγχρόνω ς η ψύ ξη και η Θέρμανση των εσωτε ρικών χώρων καθίσταται αν επαρκ1ίς. Ο χώρο ς γίνεται ανθυγιεινός (μούχλα, βαριές μυρωδι έ ς), επηρ ε άζοντας αρνητικά τη Θ ε ρμικ1ί άν ε ση των ενοίκων Εσώκλιμα Με το συγκεκριμένο όρο γίνεται αναφορά στο μικροκλίμα ενός κλε ιστού χώρου, το οποίο σαφώς επηρεάζ εται από τα ιδιαίτ ε ρα δομικά (εσωτερικά και εξωτε ρικά) χαρακτηριστικά του χώρου αλλά και το κλίμα του ε ξ ωτερικού π ε ριβάλλοντος στο οποίο βρίσκεται αυτός ο κλειστός χώρος. Διατηρεί ωστόσο όλες ε κείν ες τις παραμέτρους που το καθιστούν έ να άρτιο κλιματικό σύνολο, σ ε μικρότερη βέβαια κλίμακα. Ο ρόλος του εσωκλίματος στην εξασφάλιση της Θερμικ1Ίς άνεσης είναι ιδιαίτ ε ρα σημαντικός εξαιτίας αυηίς ακριβώς της ιδιότητάς του, της μικρ1ίς του δηλαδ1ί κλίμακας, με αποτ έλεσμα τη δυνατότητα ευκολότερης προσαρμογ1ίς στις ιδιαιτερότητες των κατοίκων του ε κάστοτε εξεταζόμενου χώρου. Επίσης, πρέπε ι να τονιστ ε ί πως το εσώκλιμα δεν αναφ έ ρ εται μόνο σε κατοικίε ς αλλά και σε χώρους ε ργασίας, διασκέδασης και κάθε κλειστού χώρου γ ε νικότε ρα που μπορ ε ί να «φιλοξεν1ίσ ε ι» μια ανθρώπινη δραστηριότητα. Είναι λοιπόν απόλυτα συνυφασμ ένο με το ζητούμενο της θερμικής άνεσης, αφού αυτό δεν περιορίζεται σε 20

21 μια συγκεκριμένη δράση αλλά σε κάθ ε χώρο που ένας άνθρωπος επιζητά να αισθάνεται άνετα. Έ τσι, κάθε σύγχρονο κτίριο πρ έπε ι να σχεδιάζεται έτσι ώστε να υπάρχει σωστ~ί σχέση εξά ρτηση ς του εσωτε ρικού από το εξωτε ρικό, και η σύντομη επίτευξη συνθηκών άνεσης σε κάθε μ εταβολή των εξω τερ ικών συνθηκών. Κατά το σχεδιασμό θα πρ έπ ε ι να χρησιμοποιούνται στατιστικά κλιματικά στοιχεία της πε ριοχ1ίς που πρόκε ιται να κατασκευασθεί το κτίριο, συνυπολογίζοντας το ενδεχό μ ενο ε μφάνιση ς ακραίων συνθηκών, αλλά και μεγέθ η που π ερ ιγράφουν την εσωτερ ικ1ί τ ου κατανομ11 όπως ο αριθμός των ατόμων και οι δραστηριότητες που εκτ ελούν, η ύπαρξη μηχανημάτων και εστιώ ν θερμότητας, ο φωτισμός κτλ. [Β 19]. Η δημιουργία λοιπόν ενός επιθυμητού κατά π ε ρίπτωση εσωκλ ίματο ς αποτελεί συνισταμένη πολλών παραγόντων, όπω ς φαίν εται χαρακτηριστικά από το ακόλουθο δ ιάγραμμα, στο οποίο καταγράφονται οι αναγκαίες κάθε φορά διο ρθωτικ ές κιν1ίσ ε ις ανάλογα μ ε τις επικρατούσ ες συνθ1ίκες. Οι ζώνες π ου συμπ ε ριλαμβάνονται στο δ ιάγραμμα έχουν ως εξ 1Ίς: 1. Ζώνη Θερμικ1Ίς Άν ε σης 2. Ζώνη εφα ρμογής παθητικών συστημάτων θέρμανσης 3. Ζώνη Ανάγκης Αερισ μού 4. Ζώνη επίδραση ς στους χρ1ίστες 5. Ζό)Vη ανάγκης μηχανικ1ίς ψύ ξης 6. Ζώνη Ανάγκης Θέρμανσης 21

22 Vapour P, r ess ιιre Rela.tive Ηυιη ί cl i tγ ('}::,) 40;)0-3 0 f Ο>,, ~ I I r5:. ~ L.'Υ ς) "' ~σ;-::tf' ' L 20 \ 10:)0 ο - ο ο 5 1 σ 15 2δ [j ι γ Bult::> Te:ηperaω ι e ('''C ) Διάγραμμα 2: Ενδείξεις θερμιιοjς άνεσης σε συνθιjκες ε σωπψικοι) χώρου [Η3} 2.3 Οι ελληνικές κλιματικές συνθήκες Η Ελλάδα βρίσκεται μ ετα ξύ των παραλλ1ίλων 340 και 420 του Βορείου ημισφαιρίου και βρ έχεται από την Ανατολικ1Ί Μεσόγειο. Το κλίμα της έχει σε γενικές γραμμές τα χαρακτηριστικά του Μ ε σογ ε ιακού κλίματος, δ ηλαδ1ί 1Ίπιου ς και βροχερούς χειμώνες, σχετικώς θερμά και ξηρά καλοκαίρια και μ εγάλη ηλιοφ άνε ια όλο σχεδόν το χρόνο. Λεπτομερέστερα, στις διάφορες π εριοχές της Ελλάδας παρουσιάζετα ι μια μ εγάλη ποικιλία κλιματικών τύπων, πάντα βέβαια μ έσα στα πλαίσια του Μ εσογε ιακού κλίματος. Αυτό οφείλεται στην τοπογραφικ1ί δ ιαμόρφωση της χώρας που έχε ι μ εγάλες διαφορές υψομέτρου ( υπάρχουν μ εγάλες οροσειρές κατά μήκο ς της κ ε ντρικής χώρας και άλλοι ορεινοί όγκοι) και εναλλαγ1ί ξηρά ς και θάλασσας. 22

23 Από κλιματολογικ1ίς πλ ευ ράς το έτος μπορ ε ί να χωριστ ε ί κυρίω ς σε δύο εποχές : Την ψυχρ1ί και βροχε ρ1ί χειμεριν1ί πε ρίοδο που διαρκεί από τα μέσα του Οκτωβρίου και μ έχρι το τέλος Μαρτίου και τη θ ε ρμή και άνομβρη εποχ11 που διαρκεί από τον Απρίλιο έως τον Οκτώβριο. Κατά την πρώτη π ε ρίοδο οι ψυχρότε ροι μήν ες ε ίναι ο Ιανουάριος και ο Φ ε βρουάριος, όπου κατά μ έσον όρο η μέση ελάχιστη θ ε ρμοκρασία κυμαίν εται από 5-1 Ο C στις παραθαλάσσιες περιοχές, από Ο - 5 C στις ηπε ιρωτικ ές π ε ριοχές και με χαμηλότερ ες τιμές κάτω από το μηδ έν στις βόρειες πε ριοχές. Η θ ε ρμότ ε ρη π ε ρίοδος ε ίναι το τ ελευ ταίο δεκα~ίμερο του Ιουλίου και το πρώτο του Αυγούστου οπότε η μ έση μ εγ ίστη θερμοκρασία κυμαίνεται από C [Η4]. Σύμφωνα λοιπόν μ ε τα προαναφ ε ρόμ ε να στοιχεία, η εξασ φάλιση της θερμικ1ίς άνεσης αποτελεί μια συμβαηί διαδικασία μ ε τις ελληνικές κλιματικές συνθ1ίκες, ιδιαίτ ε ρα εξα ιτίας της ηπιότητας που τις διακρίνει ως γενικότερο χαρακτηριστικό. Οι όποιες επ ε μβάσ ε ις επ ομένως, έχουν να αντιμετωπίσουν λιγότερες δυσκολ ίες από την π ε ρίπτωση που θα έπρ ε π ε να προβλεφθού ν και να γίνουν ο ι απαραίτητες προσαρμογ ές για ακραία καιρικά φαινόμενα, μ ε μ εγάλη μάλιστα χρονικ1ί διάρκεια. Όπως μπορ ε ί άλλωστε να παρατηρηθ ε ί στην ακόλουθη ε ικόνα, στη ζώ νη Δ, όπου παρατηρούνται ιδιαίτ ερα χαμηλές θερμοκρασίες, βρίσκε ται μι κρός αριθμός νομών, με αποτέλεσμα το ψύχος να πρ έπε ι να αντιμετωπιστεί σ ε μικρό εύρος σ ε σχέση με το σύνολο τη ς γ εωγ ραφικ1ίς έ κτασης της χώρας. Π ε ρισσότ ε ρο πρ έπε ι να ληφθεί μ έ ριμνα γ ια την αντιμετώπιση των υψηλών θερμοκρασιών, ενώ η πλε ιονότητα των νομών αν 1Ί κουν σ ε ουδέτερες ζώνες. 23

24 ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΖΩΝΗ ΝΟΜΟΙ ΧΑ ΝΙΑ, ΗΡΑΚΛΕΙΟ, ΡΕ ΘΥ ΜΝΟ ΛΑΙ Ι Θ Ι, ΚΥΚΛ.~ΔΕΙ ΔΩΔΕΚΑΝΗ Ι Α, ΙΑΜΟΙ Μ ΕΙΣΗ ΝΙ Α, ΛΑΚΩΝΙΑ ΑΡΓΟΛΙΔΑ, ΖΑΚΥΝθΟΙ ΚΕΦΑΛΛΗΝΙ Α, ΙθΑΚΗ ΚΟΡΙΝθΙΑ, ΗΛΕ ΙΑ, ΑΧΑΊΑ ΑΙΤΩΛΟΚΑΡΝΑΝ Ι Α, ΦθΙΩΤΙΔΑ ΦΩΚ ΙΔΑ, ΒΟΙΩΤΙΑ, Α ΠΙΚΗ ΕΥΒΟΙΑ, ΜΑΓΝΗΙΙΑ ΙΠΟΡΑΔΕΙ, ΛΕΙΒΟΙ, Χ ΙΟΣ ΚΕΡΚΥΡΑ, ΛΕΥΚΑΔΑ θειπρο ΤΙΑ, ΠΡΕΒΕ ΖΑ, ΑΡΤΑ ΑΡΚΑΔ Ι Α, ΕΥΤΥΤΑ~ΙΙΑ ΙΩ.ιΙ Ν ΝΙΝΑ, ΜΡ Ι ΙΑ ΚΑΡΔΙΤΙΑ, ΤΡΙΚΑΛΑ, Π Ι ΕΡΙΑ ΗΜΑΘΙΑ, Π ΕΛΛΑ θειιαλο ΝΙ ΚΗ, ΚΙΛΚΙΣ ΧΑΛΚ ΙΔΙ ΚΗ, ΙΕΡΡΕΙ, ΚΑΒ.LΊΛΑ ΔΡ.LΊΜΑ, θαιοι ΙΑΜΟθΡΑΚΗ, Ξ ΑΝθΗ ΡΟΔΟΠ Η, ΕΒΡΟΙ ΓΡ ΕΒΕΝΑ, ΚΟΖΑ ΝΗ ΚΑΠΟΡΙΑ. ΦΛΩΡΙ ΝΑ Ειιcόνα 4: Κλιματικέ ς ζώνες διαίρεσης τη ς ελλ ηνιιcιj ς επικράτε ια ς σι)μφ ωνα μ ε τον KENAK[J-12} 2.4 Βιοκλιματικός σχεδιασμός και θερμική άνεση Ο βιοκλιματικός σχεδ ιασμός των σύγχρονων κατοικιών έ χε ι σαφή προσανατολισμό προ ς το ζητούμενο που δ ιατυπώθηκε στην πρώτη ενότητα τη ς παρούσας ε ργ ασίας, δηλαδή την ισορροπία ανάμεσα στη Θερμική άνεση και στην εξο ικονόμηση ε ν έ ργ ε ια ς. Στις βιοκλιματικές κατοικίες, σ ε όποια κλιματικ1ί ζώ νη και αν βρίσκονται δεν υπάρχε ι εγκατάσταση συστ~ίματο ς κλιματισμού, αφού ε φαρμό ζο νται συστ~ίματα και τ εχνικές φυσικού δροσισμού (σκίαση και φυσικό ς αερισμός). Σ ε ορισμένα κτίρια υπάρχουν ανεμιστ~ίρες οροφ1ί ς, οι οποίοι χρησιμοποιούνται σπάνια ως καθόλου. Όταν τα συστ~ίματα σκίαση ς και αερισμού λε ιτουργούν σωστά και συν επ ώς, αποδοτικά, δεν παρουσιάζονται προβλ1ίματα υπερθέρμανσης, ακόμα και όταν οι εξω τε ρικές Θερμοκρασίες ε ίναι υψηλές (έχουν πα ρατηρηθ ε ί δ ιαφορ ές εξω τε ρικ~ί ς - εσωτ ε ρική ς Θερμοκρασίας ως και l 0 C το καλοκαίρι, δε ίγμα τη ς αποδοτικ1ίς λειτουργίας των τεχνικών που ενσωματώ ν ε ι ο βιοκλιματικός σχεδ ιασμό ς ). Έ τσι, το καλοκαίρι επίτυγχά ν εται Θερμικ~Ί άνεση σ ε 24

25 αρκετά υψηλές θερμοκρασίε ς, ε φόσον β έ βαια ισχύ ε ι η πρ οϋπόθεση του κατάλληλου αερισμού. Οι θερμοκρασίες άνεση ς στα βιο κλ ιμ ατικά κτί ρια, ό ταν υπάρχε ι φυσικό ς αερισμός και ε ιδικά κατ ακό ρυφο ς, φθάνει ως και του ς 3 l,5 C. Σε κτίρια ό μως μ ε μη αποδοτικό αερισμό και σκίαση, τ α όρια άν ε σης ε ίναι πολύ χαμηλότ ε ρα (κάτω των 29 C), με αποτ έλεσ μα τη θερμική δυσφορ ία των ενο ίκων [Β22]. Ειιcόvα 5: Θερμιιcιj ά11ε ση σε βιυιcλ ιματικιj κατο ικία [Β 23_/ 25

26 ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΑΝΕΣΗΣ 3.1 Περιγραφή της κατάστασης της θερμικής άνεσης Με την όρο τη ς θερμικ1ί ς άνεσης πε ριγράφ εται εκείνη η κατάσταση κατά την οποία ο. εγκέφαλος εκφράζε ι ικανοποίηση όσον αφορά στο θ ε ρμικό πε ριβάλλον στο οποίο ζε ι και δραστηριοποιε ίται το ανθρώπινο σώμα. Μ ε άλλα λόγια πρόκε ιται γ ια εκε ίνη την κατάσταση κατά την οποία τα υφιστάμε να ποσά θ ε ρμότητα ς στον π ερ ιβάλλοντα χώρο ε ίναι τα επιθυμητά, με αποτ έλεσμα να μην επ ιδ ιώκεται καμία αλλαγ11 σχετικά με αυτά. Σύμφωνα μ ε ορ ισμό τη ς θερμικί1ς άν εση ς από την ASHARE (Aιη e Γi ca n Society ογ Heating, RefΊ-i ge Γatin g and Αίι- Conditioning), πρόκε ιται για ε κ ε ίν ες τις συνθ1ίκες στις οποί ες ευρισκόμε νο έ να άτομο δε ν επιθυμ ε ί καμία αλλαγ11, ήτοι ούτ ε πιο κρύο ούτ ε πιο ζεστ ό π ε ριβάλλο ν [Β 12]. 1-1 εσωτε ρικ1ί θ ε ρμοκρασία του ανθρώπινου σώματο ς είνα ι σταθ ε ρ11 και κάθ ε θ ε ρμότητα που δημιουργείται από αυτό πρ έπε ι να αποβάλλεται. Για το λόγο αυ τό, συνθ1ίκες βέλτιστης θ ε ρμικ1ί ς άνεση ς συνεπάγ εται ότ ι η π α ραγ ωγ11 εσωτ ε ρικ1ίς Θερμοκρασίας εξ ισ ώ ν ε ται μ ε τις Θ ε ρμικές απώλε ιες του σώματος. 1-1 ισ ορ ροπία μ ε τα ξύ αυτών των παραμ έτρων καθορίζει τις συνθ1ίκες Θ ε ρμικ1ί ς άν ε σης η οποία εξ αρτάται από έ να συνδυασμό φυσικών, οργανικών και π ερ ιβαλλοντι κώ ν παραμέτρων [Β6, 7]. Ασφαλώς, η κατάσταση τη ς ΘερμιΚΊΊς άν ε σης ε μπε ριέχε ι το στοιχε ίο τη ς υποκειμενικότητας, αφού κάθ ε άνθρωπος αντιδρά διαφορετικά στα θ ε ρμικά ε ρ εθ ίσματα του π ε ριβάλλοντος, με αποτέλεσμα, η έννο ια της θερμικ1ίς άν ε σης να ενδέ χετα ι να ε ίναι διαφορ ετικά για τον καθ έ να. Εντούτοι ς, η ποσοτικοποίηση των σχετικό)v μετρ1ίσεω ν και η αναγωγή του ς στον ευρύτε ρο πληθυσμό, οδήγησε σε συγκε κριμ έ νους δείκτες και διαγράμματα όπω ς θα αναλυθού ν στην συν έ χε ια τα ο ποία καλύπτουν ένα σημ αντικό ποσοστό του. Σ τ α πλαίσια τυπ ο ποίηση ς τη ς διαδικασίας υπολογισμού τη ς Θ ε ρμική ς άν ε σης κα ι κυρίως της κατηγοριοποίησης των αποτελεσμάτων έτσι ώστ ε να εκτιμηθ εί η 26

27 λήψη διορθωτικών μέτρων, ο Ελληνικός Οργανισμός Τυποποίησης (ΕΛΟΤ) εξέδωσε την οδηγία ΕΝ 1525 l, σύμφωνα μ ε την οποία η κλίμακα και οι κατηγορίες της Θερμικ1Ίς άνεσης έχουν ως εξ1ίς: Κατηγορία Περ ιγραφιj Κατάσταση ς Υψηλά Επίπεδα Θερμικ1Ίς Άνεσης. Συν ίσταται για χώρους μ ε ιδιαίτερα ευα ίσθητα άτο μα Ι (ασθενείς, βρ έφ η, άτομα τρίτης ηλικίας), Δείκτης αναμενόμενης μ έ σης αποδοχ1ίς: ± 0.2 PMV, Θερμοκρασία: 2 Ι -25 C Κανονικά Επίπ εδα Θερμικ1Ίς Ά ν ε ση ς. ll Συνίσταται για νέα κτίρια κα ι προσφάτω ς ανακαινισμένα. Δ ε ίκτης αναμ ε νόμενης μέση ς αποδοχ11ς: ± 0.5 PMV, Θερμοκρασία: C Α πο δεκτά Επίπ εδα Θερμικής Άνεσης. ΠΙ Συνίσταται για τα ήδη υπάρχοντα κτίρια. Δ ε ίκτης αναμενόμ ενης μ έση ς αποδοχ1ίς: 0.7 PMV, Θ ε ρμοκρασία: ι 9-27 C Μη αποδεκτά επίπεδα Θ ε ρμικ1ί ς άνεσης. Ε νδ εχο μ ένω ς IV ορισμένα κτίρια να αν1ίκουν στη συγκεκριμένη κατηγορία μόνο για ορισμένα χρονικά διασηίματα. Πίναιcας 1: Κατηγορίες Θερμικιjς άνεσης κατά ΕΛΟΤ ΕΝ [Ι-!5} Κλίμακα Περι γρα φ ιj Κατάστασης +3 Εξαιρετικά θερμό +2 Ε νοχλητικά Θ ε ρμό +! Ανεκτά Θερμό ο Ουδέτερο - ι Ανεκτά δροσερό -2 Ενοχλητικά ψυχρό -3 Εξα ιρ ετικά ψυχρό Πίναιcας 2: Κλίμακα χαρακτηρισμοι) μιας κατάστασης ανάλογα μ ε τη Θερμική άνεση [Η5] 27

28 3.2 Άλλες παράμετροι άνεσης Οπτική άνεση Η οπτική άνεση σχετίζεται με την κατανομ11 του φωτός μέσα στο π ερ ιβάλλοντα χώρο, μια παράμ ετρος ιδιαίτερα σημαντική αν αναλογιστεί κανείς τη σημασία της αίσθησης τη ς όρασης για την ανθρώπινη ζω1ί. Βέβαια ως φως μπορεί να λογιστεί τόσο το τ εχνη τό όσο και το φυσικό, αρκεί αυτό να είνα ι επαρκές κα ι ποιοτικό ώστ ε να διευκολύνει και όχι να ενοχλεί. Ασφαλώς η έννοια του όρου άνεση. σχετίζεται μ ε διάφορα στοιχεία που συνιστούν το περιβάλλον στο σύνολό του όπως η θέα, η βλάστηση, αλλά και η αισθητική του χώρου και των κτιρίων. Το ζητούμενο κάθε φορά είναι η κατανομ1) να γίνεται μ ε τ έτοιο τρόπο έτσ ι ώστε να αποφεύγονται φαινόμενα οπτι κ1ί ς όχλησης αλλά και δυσκολίας στις καθημερινές δραστηριότητες. Βέβαια, οι απαιηίσεις της οπτικής άνεσης πηγάζουν από τις ανάγκες των ανθρώπων, οι οπο ίες μπορεί να διαφέρουν υποκειμενικά αλλά έχουν μια κοιν1ί βάση αναφοράς. Οι ανάγκες αυτές μπορούν να ικανοποιηθούν αν ο φωτισμός παρ έχε ι τα ακόλουθα: Καθοδ11γηση ως προς την κίνηση και τον προσανατο λισ μό και οπτικ1ί σύνδεση με τον π ε ριβάλλοντα χώρο. - Σύνδεση με τους βιολογικούς ρυθμούς. - Ικανότητα αναγνώρισης των αντικειμένων στο χώρο. Ικανότητα κατεύθυνσης της προσοχ1ί ς και καθορισμού της σημασίας τη ς οπτικής πληροφορίας. Αίσθηση διακριτότητας μ εταξύ των π ερ ισσότ ερο και λιγότερο φωτισμένων μερών μιας σκην1ίς. - Αίσθηση ασφάλειας σε λιγότερο φωτεινές πε ριοχές [Β9]. Ακουστικιj Άνεση Η εξασφάλιση τη ς ακουστικής άνεσης αποτελεί ακόμα μια σημαντικ1ί παράμ ετρο άνεσης στη σύγχρονη ζω ή, με το πρόβλημα της ηχορύπανση ς να κερδίζει ολοένα και π ερ ισσότ ερο έδαφος όσον αφορά στο μελετητικό ε νδιαφ έρον που παρουσιάζε ι για τον π εριορ ισμό της. Άλλωστε, ένα βασικό πλεονέκτημα των 28

29 περιαστικών και των επαρχιακών περιοχών είναι ότι διαθ έτουν «ησυχία», μ ε την έννοια της ε ξασφάλισης της ακουστικής άνεση ς των κατοίκων των συγκε κριμ ένων περιοχό)ν. Για να ε ίναι δυναηί όμως η αποφυγ11 κάθ ε ακουστικ1ίς όχληση ς και επομένως η εξασφάλιση της ακουστικής άν ε σης θα πρέπει να γίν εται προσ ε κτικό ς σχε διασμός (ακουστικός σχεδιασμός) ως αρχικό στάδιο της μελ έτης του γ ε νικότ ε ρου αστικού σχεδιασμού, χωρίς αυτό να σημαίν ε ι πως μ εταγ ενέστε ρα μέτρα προ ς τη συγκεκριμένη κατεύθυνση δεν ε ίναι επιθυμητά και αποτελε σματικά. Η προσέγγιση του ζητήματος δεν πρέπ ε ι να ε ίναι οριζόντια, δηλαδ1ί απαλοιφ11 όλων των ήχων και εξασφάλιση της απόλυτης ησυχίας, αλλά η επιλ ε κτικ1ί του ς εξάλε ιψη, ανάλογα με την όχληση που προκαλούν. Με τον τρόπο αυτό, ο 1Ίχος Θ εωρ ε ίται π ε ρισσότερο ως πόρο ς, και όχι ως πηγ11 υποβάθμισης που πρέπ ε ι να αντιμ ε τωπιστ ε ί. Επίσης, πρ έπ ε ι να ληφθ ε ί υπόψη ότι δ εν ε ίναι όλοι οι 1Ίχοι Θόρυβος. Οι ηχητικέ ς πηγ έ ς ποικίλουν, από πηγ ές θορύβου (π.χ. βιομηχανία, κυκλοφορία αυτοκιν1ίτων), μέχρι επιθυμητούς 1Ίχους, που συν1ίθω ς πε ριλαμβάνουν φυσικέ ς πηγές (π.χ. σ ε αστικά πάρκα). Κάποιοι 1Ίχοι ε ίναι υπό συνθ1ίκ ε ς κατάλληλοι, και θα πρ έπε ι να επιδιώκεται η διαη1ρηση 11 ακόμα και η ενίσχυσή τους, παρά η εξ άλε ιψ1ί τους. Ένα κατάλληλο αστικό ηχητικό π ε δίο ενδυναμών ε ι και προάγ ε ι την ε ικόνα μιας πε ριοχ11ς, τονών ε ι τον τουρισμό, δ ημιουργ ε ί υγιε ιν έ ς συνθήκε ς για τους κατοίκου ς (μ ε ίωση άγχους) και β ελτιών ε ι την κοινωνική συνοχή. Αντίθ ετα, για περιβάλλοντα στα οποία τα επίπε δα Θορύβου ε ίναι μη αποδ ε κτά, ο έλεγχος του θορύβου Θα πρ έπ ε ι να ε ίναι η πρώτη και πλέ ον σημαντικ1ί εν έ ργ ε ια [ΒΙΟ]. Α νεμοπροστασία Ο άνεμος αποτελεί μια κοινή συνιστώσα της θερμικ1ίς άνεσης που εξετάζ εται στην παρούσα εργασία αλλά και της προστασίας από την ε κδ1ίλωσ1ί του, αποτελώντας στη δεύτερη πε ρίπτωση μια ξεχωρισηί αυτοδύναμη κατηγορία, που σχετίζεται μ ε το αν δημιουργεί υποφ ε ρτέ ς συνθήκε ς στις καθημε ριν ές δραστηριότητες. Η άν ε ση λόγω αν έ μου ορίζε ται ως το στάδιο ε κε ίνο κατά το οποίο οι μηχανικέ ς επιδράσεις του αν έ μου είναι τόσο έντον ε ς και συμβαίνουν με τέτοια συχνότητα, ώστε οι άνθρωποι να μην ενοχλούνται από αυτέ ς και να μην έχουν την ανάγκη να τις αποφύγουν. Οι μηχανικέ ς επιδράσ ε ις του αν έ μου, αν είναι έντον ες, 29

30 μπορούν να προκαλέσουν και κίνδυνο. Στην πε ρίπτωση αυτ~ί δε γίνεται αναφορά σε άνεση λόγω ανέμου αλλά σε επικείμενο κίνδυνο (ανεμοπροστασία) (Β 11 ]. Ποιότητα αf:ρα Στην προαναφ ερό με νη ενό τητα σχετικά με το φαινόμενο του θερμοκηπίου καταγράφηκε πως υπεύθυνα για το συγκεκριμένο φαινόμ ενο ε ίναι επιβλαβ 1Ί αέρια σε υψηλές συγκεντρώσεις προερχόμενα από τις κάθε ε ίδου ς παραγωγικές δραστηριότητες. Είναι επομ ένως φυσικό, οι υψηλές αυτές συγκεντρώσεις να μ ε ιώνουν κατά πολύ την ποιότητα του αέρα, αφού στην πλειοψηφία του ς, τα α έ ρια ε ίναι επιβλαβ11 για την ανθρώπινη υγεία. 1-1 αναγνώριση τη ς ανάγκης γ ια υψηλ1ίς ποιότητα ς αέρα έχει αναγνωριστεί από τις ευρω παϊκές αρχές, μ ε αποτέλεσμα τη σχετιιc1ί οδηγία 2008 / 50/ΕΚ του Ευρω παϊκού Κοινοβου λίο υ για την ποιότητα του ατμοσφαιρικού αέρα και για την εξα σφάλιση καθαρότερου αέρα στην Ευρώπη. 1-1 μ ε ίωση της ρύπανση ς του ατμοσφαιρικού αέρα δεν ε ίναι εύκολο να επιτ ευχθε ί τοπικά, καθώς Θα πρ έπε ι να αντιμετωπιστεί συνολικά για μια ευρύτε ρη π ε ριοχ1ί. Παρόλα αυτά, υπάρχουν τεχνικές που συμβάλλουν στη βελτίωση της ποιότητα ς του αέρα. Οι τ εχν ικές αυτές εστιάζουν τόσο στον π ε ριορισμό των πηγ ών ρύπων, όσο και στην αύξηση της απορρόφησης των εκπε μπόμενων ρύπων, ώστε να παρατηρούνται χαμηλές συγκεντρώσεις του ς στην πε ριοχή παρ έ μβαση ς. Πηγ ές εκπομπ1ί ς ρύπων αποτελούν κυρίως τα οχ1ίματα και σε κάποιες π ερ ιπτώσ ε ις τα γειτονικά κτίρια (Β8]. Σε κάθε π ε ρίπτωση πάντως η με ίωση των αέριων ρύπων αποτελεί Θέμα μ ε ίζονο ς σημασίας όχι μόνο για την εξα σφάλιση της άνεσης σχετικά με την ποιότητα του αέρα και της διαβίωσης των κατοίκων μιας αστικής 11 επαρχιακίίς περιοχ1ίς αλλά για τη γενικότερη προστασία του πε ριβάλλοντο ς f\ ΟΘΗ Κt, 1 ' _ Ι Π Ε ~ Ρ Ρ,

31 Παράγοντες που επηρεάζουν τη θερμική άνεση 4.1 Περιβαλλοντικές συνθήκες Θερμοκρασία - Υγρασία Πρόκε ιται για δύο παραμ έ τρους αλληλέ νδ ε τ ες, αφού η μ ε ταβολ1ί τη ς μιας «παρασύρ ε ι» την άλλη. Τα επίπ ε δα τη ς Θ ε ρμοκρασίας που σχε τίζ ονται μ ε μια κατάσταση άν εση ς καθορίζονται με βάση διαπιστωμ έ ν ε ς προτιμ1ίσ ε ις που έ χουν επ εξε ργαστ ε ί στατιστικά και έ χουν οδηγ1ίσ ε ι σ ε πρότυπ ες τιμές αναφοράς. Τ έτοιες τιμέ ς σίψφωνα με σχετικ1ί μ ε λ έτη της ASH RAE παρατίθ ε νται στον ακόλουθο πίνακα. Εποχιj Φ/Jλο Ηλιι(ία Επιθυμητι7 θερμοκρασία ( C) Χ ε ιμώνας Καλοκαίρι Άνδρες Γυναίκε ς Άνδρες Γυναίκες < > < > < > < > Πίvαιcας 3: Επιθυμητές Θερμοκρασίε ς άνε ση ς σύμφωνα με σχε τικιj μ ελέτη τη ς ASHRAE [Bf 9} Στο ίδιο «πν εύμα», τόσο το Τ εχνικό Επαγγελματικό ΕπιμεληηΊριο όσο και ο Κανονισμό ς Θ ε ρμομόνωσης Κτιρίων έχουν συντάξ ε ι ανάλογου ς πίνακες για την επιθυμηηί Θ ε ρμοκρασία ανά κτίριο καθώς και ανά χώρο. 31

32 Σχετικά μ ε τη υγρασία, αυτή αφορά στην ύπαρξη υδρατμών στον αέρα του χώρου, με την επίδρασ1ί τη ς να είνα ι μικρ11 εφό σον πρόκε ιται για μ έσα επίπ εδα θερμοκρασίας. Μ έγεθος μ έτρηση ς τη ς παραμέτ ρου είναι η σχετικ1ί υγρασία η οποία δίνεται από το λόγο της υγρασίας στον αέρα προ ς την υγρασία που Θα π ε ριε ίχε αν ήταν κορεσμένος σε ίδιες συνθήκες πί εση ς και Θερμοκρασίας, και εκφ ράζετα ι συνήθως σε ποσοστό επί τοις εκατό. Αύξηση της σχετικ~ίς υγρασίας κατά 10% κατά ~κτίμηση ισοδυναμ εί με αύξηση τη ς θερμοκρασίας του αέρα κατά 0,3 C. Γ ενικότε ρα, η σχε τικ1ί υγρασία ενός χώρου δε πρ έπε ι να ε ίναι χαμηλότερη από 30%, μ ε τις επιθυμητές τιμές να κυμαίνονται μετα ξύ 40% - 50%, με ακραία όρια 30% <). Συνδυασμός υψηλ1ίς Θcρμοκρασίας και υγρασίας μ ε ιών ε ι την ικανότητα γ ια ψύ ξη του ε ισπν εό μ ενου αέρα και δημιουργεί την αίσθηση της απ ο πνικτικί1 ς ατμόσφαιρας. Ταχύτητα αέρα 1-1 επιρροή τη ς ταχύτητας του αέρα στο ζ~ίτημα τη ς θερμικ1ίς άνεσης σχετίζεται μ ε το μηχανισμό απωλειών Θερμότητας από το ανθρώπινο σώμα, επιταχύνοντά ς την σε π ε ρίπτωση υψηλών τιμών της, ειδικότερα αν συνοδεύεται από υψηλά επίπεδα θερμοκρασίας και υγρασίας. Σε π ε ριπτώσ ε ις φυσικού αερισμού η ταχύτητα αέρα ε ίναι Ο, l 111/s, ενώ πρ έπ ε ι να αποδίδεται σημασία και στην εξασφάλιση ομαλ1ίς ροής. 4.2 Προσωπικές μεταβλητές Ένδυση Η ένδυση αποτελεί το διαχωριστικό «στρώμα» ανάμεσα στο ανθρώπινο σώμα και στο πε ριβάλλον. Η μ εταφορά θερμότητας επηρεάζ ε ται από την έ νδυση μ έσω των μηχανισμών της μεταγ ωγής ( εγκλω βίζοντας τον αέρα), της U ακτινοβολίας (η θερμότητα του σώματο ς ακτινοβολείται στα ρούχα αντί να φεύγ ε ι ανεκμετάλλευτη προ ς τις εξωτε ρικές επιφάν ε ιε ς ) και της Ο εξάτμισης (η κίνηση του αέρα κατά μ~ίκο ς 32

33 του δέ ρματο ς μειών εται και σ ε συνάρτηση με το ύφασμα ο ιδρώτα ς μπορ ε ί να εγκλ ωβιστ ε ί στο δ έ ρμα 11 να απομακρυνθ ε ί). Η μέτρηση της επίδραση ς της ένδυσης στο ζ11τημα τη ς θ ε ρμικί1 ς άν ε ση ς γίν εται μ έ σω της μονάδας Clo, η οποία εκφράζ ε ι τη συνολtκ11 θ ε ρμιτη αντίσταση από το δέ ρμα προς την εξωτ ε ριτη επιφάν ε ια του ντυμ έ νου σώματο ς, όπου l Clo ε ίναι πε ρίπου η θερμικ11 αντίσταση ενός χε ιμερινού ενδύματο ς (δηλ χ 0 C/W). Η τιμ11 Ο Clo αναφ έ ρ εται στο τελε ίω ς γυμνό άτομο, ενώ 4,0 Clo ε ίναι πρ α κτικά η μ εγαλύτ ε ρη τιμ11 η οποία επιτρ έπε ι στο σώμα να ε κτελε ί τις βασικές κιν11σ ε ις. Καθώ ς τα επίπ ε δα του Clo αυ ξ άνονται, η ζώνη άν ε ση ς επ ε κτε ίνεται σ ε χαμηλότ ε ρ ες αποτ ε λε σματικ έ ς θ ε ρμοκρασί ε ς, σ ε συνδυασμό β έ βαια μ ε του ς άλλου ς παράγοντ ες που επηρ ε ά ζ ουν τη θερμικ1ί άν ε ση [Β25] Δραστηριότητα - Μεταβολισμός Η δραστηριότητα και ο μ εταβολισμός ε ίναι δύο πε δία που αλληλ επιδρούν όσον αφορά στο ζ11τημα τη ς θερμικ11 ς άν ε ση ς. Η τιμ11 του μεταβολισμού, η οποία ορίζεται ω ς το ποσό της ε ν έ ργ ε ιας που παράγ εται στη μον άδ α του χρόνου κατά τη μ ετατροπή τη ς τροφ11 ς, επηρ ε ά ζεται από το βαθμό δ ραστηριότητας, καθώ ς όσο η δραστηριότητα αυ ξ άν ε ται, αυ ξ άν ε ι και η θ ε ρμότητα που απ ελευθ ε ρών εται από το μ εταβολισμό. Ο ρυθμό ς μεταβολισμού μ ε τράται σ ε μονάδ ες 111et (J 111et = l 8.4Btu/\1 χ tt 2 = 58W/111 2 ) και ε ίναι η συνολικ11 ενέργ ε ια ανά μονάδα επιφάν ε ιας ενό ς μέ σου ενήλικα που ξε κουράζεται. Η συνολικ11 θ ε ρμότητα που παράγ εται κατά το μ εταβολισμό για έ ναν μ έ σο ε ν11λικα ε ίναι πε ρίπου 400 Btu/ kcal/11 (η μέ ση επιφάν ε ια του σώματό ς του ε ίναι πε ρίπου ), με τη φυσιολογική δραστηριότητα να αυ ξ άν ε ι τα συγκε κριμ έ να επίπε δα μέχρι και σ ε 2000 Btu/\ kcal/11 για δραστηριότητα μ έσα σ ε φυσιολογικά όρια [Β25]. Για την επίτευ ξη της θερμικ11ς άν ε σης που ε ίναι και το τελικό ζητούμενο θα πρ έπ ε ι η πλεονάζουσα θ ε ρμότητα να αποβληθ ε ί στο πε ριβάλλον σε συνδυασμό με χαμη λότε ρη θ ε ρμοκρασία πε ριβάλλοντο ς 11 επιφαν ε ιών, λιγότε ρη υγρασία, μεγα λύτε ρη ταχύτητα του αέ ρα και λιγότ ε ρη ένδυση, αποσβένοντας έτσι την επιβαρυντικ11 δράση τη ς επίπονη ς δραστηριότητα ς στον ανθρώπινο οργανισμό. 33