ΑΡΧΕΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ 1.0 Στόχοι Ανεξάρτητα από τη χρήση του κτιρίου, μπορούμε να θεωρήσουμε ως γενικούς επιθυμητούς στόχους: λειτουργικότητα προστασία του κτιρίου από δυσμενείς εξωτερικούς παράγοντες ελάχιστη δυνατή κατανάλωση ενέργειας και φυσικών πόρων εξασφάλιση συνθηκών θερμικής, οπτικής και ακουστικής άνεσης για τους χρήστες εξασφάλιση συνθηκών υγιούς διαβίωσης αποφυγή υπερβολικής δαπάνης για την κατασκευή και τη λειτουργία του κτιρίου 2.0 Χρήση κτιρίου Κτίρια κατοικίας, σανατόρια, οίκοι ευγηρίας, δημόσια πολυλειτουργικά κέντρα και εν μέρει ξενοδοχεία είναι κτίρια τα οποία χρησιμοποιούνται εντατικά, λειτουργούν σχεδόν πάντοτε νυχθημερόν, οπότε προβάλλονται ως κεντρικές απαιτήσεις, πέρα από τις παραπάνω το υγιές εσωτερικό μικροκλίμα με έμφαση στη θερμική άνεση για όλες τις εποχές ο επαρκής αερισμός για λόγους υγιεινής ο ηλιασμός και ο επαρκής φωτισμός στα πλαίσια του ευ άγειν. Σχολεία, νηπιαγωγεία και γενικά κτίρια που αφορούν την εκπαίδευση είναι κτίρια που λειτουργούν σε συγκεκριμένες εποχές και ώρες. Κατά τη διάρκεια λειτουργίας ισχύουν εν γένει όσα ισχύουν για κτίρια κατοικίας, απαιτούνται όμως επιπλέον υψηλές τιμές εναλλαγής αέρα λόγω της συγκέντρωσης πολλών ατόμων υψηλή οπτική άνεση, άρα επαρκής φωτισμός των επιφανειών εργασίας Τα νοσοκομεία είναι πολυσύνθετα κτίρια με χρήσεις που προβάλλουν εξειδικευμένες απαιτήσεις, όπως εργαστήρια, θάλαμοι εντατικής θεραπείας, χειρουργεία, αποστειρωμένες ζώνες, κλπ. Εν τούτοις, για τους χώρους νοσηλείας ισχύουν όσα περίπου ισχύουν για κτίρια κατοικίας. Συνεδριακά κέντρα, χώροι συναυλιών, θεάτρων και αμφιθεάτρων προβάλλουν ως κεντρική απαίτηση την καλή ακουστική χώρου σε συνδυασμό με την ηχοπροστασία. Στους χώρους αυτούς ο αερισμός και ο φωτισμός επιτυγχάνεται κατ εξοχήν με τεχνικά μέσα. Μουσεία, πινακοθήκες, βιβλιοθήκες και άλλες συναφείς χρήσεις θέτουν σαφώς ως κεντρικό λειτουργικό αίτημα την οπτική άνεση των επισκεπτών αλλά μέσω διάχυτου φωτισμού, και συγχρόνως την προστασία των εκθεμάτων. Οι κλειστές αθλητικές εγκαταστάσεις έχουν πρωτίστως αυξημένες ανάγκες αερισμού. Οι εμπορικοί, βιοτεχνικοί και βιομηχανικοί χώροι ακολουθούν ιδιαίτερες νομοτέλειες που προκύπτουν από τη χρήση τους αλλά και από οικονομικές παραμέτρους. Τα κτίρια γραφείων αποτελούν μια ειδική κατηγορία κτιρίου με πολλαπλές απαιτήσεις: οπτική άνεση ακουστική άνεση αυξημένες τιμές εναλλαγής αέρα θερμική άνεση με έμφαση στο δροσισμό, λόγω των υψηλών εσωτερικών θερμικών φορτίων Το κείμενο που ακολουθεί ασχολείται κατά κύριο λόγο με κτίρια κατοικίας και συναφή ως προς τις απαιτήσεις κτίρια, δεδομένου ότι αποτελούν τον κύριο όγκο του κτιριακού αποθέματος και της οικοδομικής δραστηριότητας, αφορούν το σύνολο του πληθυσμού και -μαζί με τα κτίρια γραφείωνείναι υπεύθυνα για τα μεγαλύτερα ποσοστά ενεργειακών δαπανών αλλά και περιβαλλοντικής επιβάρυνσης. Θα υπάρξει επίσης μια ειδική αναφορά στα κτίρια γραφείων.
3.0 Το κλίμα 3.1 Μακροκλίμα Το μακροκλίμα είναι το σύνολο των ατμοσφαιρικών συνθηκών που χαρακτηρίζουν την μέση ατμοσφαιρική κατάσταση ενός τόπου σε μακροχρόνιο διάστημα. Διακρίνουμε τρεις ευρύτερες κλιματικές ζώνες στον πλανήτη: Την υγρή- θερμή ζώνη, την υποτροπική (θερμή ξηρά) ζώνη και την εύκρατη ζώνη. Κάθε ζώνη σε συνδυασμό με το αντίστοιχο γεωγραφικό πλάτος χαρακτηρίζεται από συγκεκριμένες εντάσεις ηλιακής ακτινοβολίας, υγρασία και θερμοκρασία αέρα. Άλλοι σημαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν κατά τόπους τις κλιματικές συνθήκες είναι η κατεύθυνση, η ταχύτητα και η πίεση των ανέμων, οι βροχοπτώσεις και η γειτνίαση με υδάτινες μάζες. 3.1.1 Υγρή και θερμή ζώνη (τροπική ζώνη) Σχήμα 1: Η θερμή και υγρή (τροπική) κλιματική ζώνη σημαίνεται με χρώμα Γενικά χαρακτηριστικά: δύο διακριτές εποχές: Η εποχή της ξηρασίας και η εποχή των βροχών ισοκατανομή (σχεδόν) της διάρκειας της ημέρας και της νύκτας καθ όλο το χρόνο υψηλή σχετική υγρασία. υψηλές θερμοκρασίες χωρίς έντονες διακυμάνσεις μεταξύ μέρας και νύκτας έντονη ηλιακή ακτινοβολία 3.1.2 Η θερμή και ξηρά (υποτροπική) ζώνη Κύρια χαρακτηριστικά: πολύ υψηλές ημερήσιες θερμοκρασίες μεγάλες θερμοκρασιακές διακυμάνσεις μεταξύ ημέρας και νύκτας έντονη ηλιακή ακτινοβολία πολύ χαμηλή υγρασία-ξηρότητα
Σχήμα 2: Η θερμή και υγρή (τροπική) κλιματική ζώνη σημαίνεται με κόκκινο χρώμα 3.1.3 Εύκρατη ζώνη Σχήμα 3: Η εύκρατη ζώνη σημαίνεται με πράσινο χρώμα Κύρια χαρακτηριστικά: σαφής διάκριση των τεσσάρων εποχών μεγάλες διακυμάνσεις στη βροχόπτωση, στην ηλιακή ακτινοβολία και στην διεύθυνση και ένταση του ανέμου ανά εποχή Η Ευρώπη, που ανήκει στην εύκρατη ζώνη,κατανέμεται κλιματικά σε τέσσερις ζώνες (σχήμα 4): Η βόρεια Ευρωπαϊκή παράκτια ζώνη Η μέση Ευρωπαϊκή παράκτια ζώνη Η ηπειρωτική ζώνη Η Νότια και Μεσογειακή ζώνη. Σχήμα 4: Κλιματικές ζώνες της Ευρώπης
Ο Ελλαδικός χώρος ανήκει στην Μεσογειακή ζώνη και τα γενικά κλιματικά του χαρακτηριστικά είναι: Ήπιοι χειμώνες με έντονη ηλιακή ακτινοβολία και Θερμά καλοκαίρια με ήπια υγρασία. Οπωσδήποτε σε μια περιοχή με τόσο έντονο γεωγραφικό ανάγλυφο θα συναντήσει κανείς πολλές παραλλαγές αυτών των γενικών κλιματικών χαρακτηριστικών, με συνθήκες που ενίοτε ομοιάζουν με αυτές της Ευρωπαϊκής ηπειρωτικής ζώνης και άλλες φορές με συνθήκες υποτροπικού κλίματος. Αυτές οι συνθήκες καθορίζονται από μεσοκλιματικούς και μικροκλιματικούς παράγοντες. 3.2 Μεσοκλίμα Πρόκειται για επιδράσεις που ασκούν η τοπογραφική διαμόρφωση και η βλάστηση μιας περιοχής σε συνάρτηση με γειτονικές περιοχές. Συγκεκριμένα οι περιοχές με βλάστηση χαρακτηρίζονται από χαμηλότερες θερμοκρασίες το θέρος και υψηλότερες το χειμώνα σε σύγκριση με γειτνιάζουσες περιοχές καθώς και από αέρα με μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε οξυγόνο. Παρόμοια η αστική δόμηση διαμορφώνει ιδιαίτερες κλιματικές συνθήκες. Κάτι παρόμοιο συμβαίνει και με περιοχές που γειτνιάζουν με υδάτινες μάζες. Οι τύποι του μεσοκλίματος καθορίζονται από συγκεκριμένες γεωγραφικές περιοχές: Παραλιακή περιοχή Επίπεδη, ανοικτή ύπαιθρος Κοιλάδα Ορεινή περιοχή Δασώδης περιοχή Αστική περιοχή. 3.3 Μικροκλίμα Το μικροκλίμα καθορίζεται για κάθε τοπικό περιβάλλον από ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, όπως Δόμηση Βλάστηση Νερό Έντονη τοπική διαμόρφωση του εδάφους Ανάλογα λοιπόν με τα αν η περιοχή υπό εξέταση είναι αγροτική, αστική, προαστιακή ή βιομηχανική, διαμορφώνεται ανάλογα η συμπεριφορά των ανέμων, η ηλιακή ακτινοβολία, η θερμοκρασία και η σχετική υγρασία του αέρα. 3.4 Ο άνεμος Η έντονα αισθητή κίνηση αέριων μαζών λόγω διαφορών ατμοσφαιρικής πίεσης αποκαλείται άνεμος και χαρακτηρίζεται από την ταχύτητα και τη διεύθυνσή του. Σχήμα 4: Δύο διαφορετικοί τρόποι απόδοσης των χαρακτηριστικών του ανέμου. Αριστερά το τετράγωνο των ανέμων (ακριβέστερη μέθοδος) και δεξιά το ανεμόροδο
Η γνώση των χαρακτηριστικών αυτών του ανέμου σε κάθε περιοχή και για κάθε περίοδο του έτους μας δίνει τη δυνατότητα να ελέγξουμε τον άνεμο και την επίδρασή του σε ένα κτίριο (σχήμα 5). Τοπικά τα χαρακτηριστικά του ανέμου τροποποιούνται από διάφορους παράγοντες. Κοντά σε υδάτινους όγκους, λόγω της μεγάλης θερμοχωρητικότητας του νερού, παρατηρείται κατά τη θερμή περίοδο μια κίνηση από την υδάτινη επιφάνεια προς την ξηρά κατά τη διάρκεια της ημέρας (θαλάσσια αύρα). Η κίνηση αυτή αντιστρέφεται κατά την ψυχρή περίοδο (απόγειος αύρα, σχήμα 5), όταν η θάλασσα, είναι θερμότερη. Σχήμα 5: Θαλάσσια και απόγειος αύρα Κοίτες ποταμών και ρεμάτων μεταφέρουν επίσης ψυχρές αέριας μάζες από μεγαλύτερα υψόμετρα προς μικρότερα. Ιδιαίτερα τη νύκτα, όταν οι επιφάνειες ψύχονται, ψυχρές αέριες μάζες κατεβαίνουν από τα υψώματα προς τους πρόποδες (σχήμα 6). Σχήμα 6: Ροή αέρα σε υψώματα την ημέρα και τη νύκτα Επίσης η ταχύτητα του ανέμου επηρεάζεται από το υψόμετρο και το ανάγλυφο του εδάφους (σχήμα 7). Σε αστικό περιβάλλον υπάρχουν έντονες τροποποιήσεις των χαρακτηριστικών του ανέμου. Το ανάγλυφο της πόλης εξαναγκάζει τη ροή των αέριων μαζών σε στροβιλισμούς και ανοδική σημειακά πορεία, λόγω των αλλεπάλληλων εμποδίων σε διαφορετικές αποστάσεις μεταξύ τους. Σχήμα 7: Ταχύτητα ανέμου σε σχέση με το ανάγλυφο του εδάφους και το υψόμετρο.
3.5 Το αστικό περιβάλλον Το αστικό περιβάλλον επηρεάζει έντονα τις κλιματικές παραμέτρους. Ανεξάρτητα από κλιματικές ζώνες, η πυκνή δόμηση δημιουργεί μια νησίδα αυξημένης θερμοκρασίας σε σχέση με την ύπαιθρο, με διαφοροποιήσεις ανάλογα με τις χρήσεις κάθε αστικής ζώνης. (σχήμα 8). Αυτό είναι ίσως θετικό για την ψυχρή περίοδο, συνεπάγεται ωστόσο δυσβάστακτα ψυκτικά φορτία κατά τη θερμή περίοδο. Σχήμα 8: Διαφοροποιήσεις της θερμικής νησίδας ανάλογα με τις χρήσεις σε μια πόλη Η θερμική αυτή νησίδα οφείλεται σε διάφορους παράγοντες: τα υλικά μεγάλης θερμικής μάζας την πυκνή δόμηση και τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των δρόμων με αποτέλεσμα μειωμένη κυκλοφορία του αέρα την ατμοσφαιρική μόλυνση που έχει ως αποτέλεσμα την περιορισμένη θερμική ακτινοβολία από τη γη προς τον ουρανό, ιδιαίτερα τις νυκτερινές ώρες έκλυση θερμότητας από ανθρωπογενείς πηγές μειωμένη εξάτμιση και διαπνοή λόγω πλήρους επικάλυψης του εδάφους
4.0 Αρχιτεκτονική και ενεργειακή διαχείριση. Η διαχείριση της ενέργειας σε ένα κτίριο ακολουθεί δύο κεντρικές επιλογές: Χρήση τεχνολογίας (θερμομονωτικά υλικά, συστήματα θέρμανσης, ψύξης, αερισμού, συστήματα ελέγχου θερμοκρασίας και φωτισμού) Προσαρμογή στα τοπικά κλιματικά δεδομένα και τον περιβάλλοντα χώρο Η διαχείριση της ενέργειας με προσαρμογή στα κλιματικά δεδομένα είναι η επιλογή εκείνη που εμπλέκει κατ εξοχήν τον αρχιτέκτονα. Ο τελευταίος καλείται να προσαρμόσει με ήπιο τρόπο και με αρχιτεκτονικά μέτρα το κτίριο στο περιβάλλον με στόχο αν όχι να μηδενίσει, να μειώσει όσο είναι δυνατόν την ενεργειακή δαπάνη τόσο κατά την κατασκευή όσο και κατά τη λειτουργία του κτιρίου, να παράσχει συνθήκες υγιούς διαβίωσης με χρήση κατά το δυνατό λιγότερης τεχνολογίας, να παρατείνει στο μέγιστο δυνατό χρόνο τη λειτουργικότητα και άρα τη ζωή του κτιρίου και να μειώσει όσο είναι δυνατό την απόρριψη υλικού κατά την κατεδάφισή του. Η διαχείριση της ενέργειας συνίσταται σε επιλογές που αφορούν Χωροθέτηση κτιρίου και αρχιτεκτονική τοπίου Αρχιτεκτονική και Κατασκευή Θα περιγραφούν σε γενικές γραμμές οι κεντρικές αρχιτεκτονικές και κατασκευαστικές επιλογές ανά κλιματική ζώνη. Οπωσδήποτε θα δοθεί ιδιαίτερο βάρος στην εύκρατη ζώνη και ιδιαίτερα στα κλιματικά δεδομένα του Ελλαδικού χώρου. Να σημειωθεί ωστόσο ότι λόγω του έντονου γεωγραφικού ανάγλυφου της χώρας, της ιδιαίτερα μεγάλης ακτογραμμής, αλλά και της έντονης και άναρχης αστικοποίησης, απαντώνται στην περιοχή αυτή τρόπον τινά χαρακτηριστικά σχεδόν όλων των κλιματικών ζωνών. 4.1 Υγρό και θερμό κλίμα Στο κλίμα αυτό η βασική στρατηγική ενεργειακής διαχείρισης είναι ο αερισμός, διαμπερής και κατακόρυφος. Κεντρικός στόχος είναι να απομακρυνθεί η υγρασία και τα θερμικά φορτία καθ όλη τη διάρκεια του 24ώρου. Υλικά μεγάλης θερμικής μάζας δεν βοηθούν, λόγω μικρών θερμοκρασιακών διακυμάνσεων. Αντίθετα, μπορούν να αποβούν επιζήμια, καθώς συσσωρεύουν θερμότητα την οποία δε είναι σε θέση να αποδώσουν στο περιβάλλον, λόγω και της υψηλής σχετικής υγρασίας. Χωροθέτηση κτιρίων: πανταχόθεν ελεύθερη και διάχυτη διάταξη (σχήμα 9). μεγάλες αποστάσεις μεταξύ κτιρίων πολλοί ελεύθεροι χώροι προσανατολισμός σύμφωνα με την διεύθυνση των επικρατούντων ανέμων, ανοίγματα σε κάθε πλευρά Σχήμα 9: Οικισμός σε τροπικό κλίμα: ελεύθερη διάταξη
Στην περίπτωση δόμησης σε έδαφος με κλίση, η καλύτερη θέση είναι στην κορυφή του υψώματος, ώστε να γίνεται η πληρέστερη δυνατή εκμετάλλευση των ανέμων (σχήμα 10). Σχήμα 10: Βέλτιστη θέση κτιρίων σε ύψωμα σε θερμό υγρό κλίμα Οι κεντρικές αρχιτεκτονικές και κατασκευαστικές επιλογές στο θερμό και υγρό κλίμα, όπως προκύπτουν από παραδοσιακά δείγματα, είναι (σχήμα 11): Σχήμα 11: Περιγραφική τομή τυπικού κτιρίου σε θερμό υγρό κλίμα σκίαση και μέγιστη έκθεση στον άνεμο ανοιχτή και διάτρητη δομή τύπου δοκού επί στύλου μεγιστοποίηση ελεύθερων πλευρικών επιφανειών κτίρια χτισμένα σε απόσταση από το έδαφος στέγη: κυρίαρχο δομικό-μορφολογικό στοιχείο, με έντονη κλίση, αδιαφανής, με μεγάλες προεξοχές για σκίαση υπαίθριων χώρων τύπου βεράντας ανοίγματα για κατακόρυφο αερισμό εσωτερική διαμόρφωση: απομόνωση χώρων που παράγουν υγρασία ή θερμότητα, ανοιχτή κάτοψη για μέγιστο αερισμό υλικά χαμηλής θερμοχωρητικότητας 4.2 Θερμό- ξηρό κλίμα Λόγω των μεγάλων διαφορών θερμοκρασίας μεταξύ ημέρας και νύκτας, η κεντρική στρατηγική είναι η διατήρηση μιας σταθερής θερμοκρασίας στο εσωτερικό των κτιρίων. Κύριο εργαλείο εδώ είναι η θερμική μάζα και οι συμπαγείς κατασκευές. Η χρήση υλικών με μεγάλη θερμοχωρητικότητα επιτρέπει την εξομάλυνση των θερμοκρασιακών διαφορών. Η χρήση θερμομονωτικών υλικών εδώ θα ήταν επιζήμια γιατί ακυρώνει ουσιαστικά την ενεργή θερμική μάζα των κατασκευών. Επίσης, λόγω χαμηλής υγρασίας είναι δόκιμες διάφορες τεχνικές φυσικού δροσισμού με χρήση ανέμων (κυρίως τη νύκτα), ακτινοβολίας (ανοιχτόχρωμα στοιχεία) και νερού (εξαέρωση). Χωροθέτηση κτιρίων: συμπαγής διάταξη (σχήμα 12) σκιασμένη και πυκνή δομή σκιασμένοι υπαίθριοι χώροι ανάπτυξη κτιρίων στον άξονα Α-Δ για ελαχιστοποίηση της έκθεσης σε Ανατολή και Δύση
Σχήμα 12: Οικισμός σε ξηρό- θερμό κλίμα Στην περίπτωση δόμησης σε έδαφος με κλίση, η καλύτερη θέση είναι στο κατώτατο σημείο μιας κατωφέρειας, ώστε αφενός να προστατεύονται τα κτίρια από ισχυρούς ανέμους και αφετέρου να εκμεταλλεύονται το καθοδικό ρεύμα ψυχρού αέρα κατά τη νύκτα (σχήμα 13). Σχήμα 13: Βέλτιστη θέση κτιρίων σε ύψωμα σε θερμό ξηρό κλίμα Οι κεντρικές αρχιτεκτονικές και κατασκευαστικές επιλογές στο θερμό και ξηρό κλίμα, όπως προκύπτουν από παραδοσιακά δείγματα, είναι (σχήματα 14 και 15): «θωράκιση» απέναντι στα υψηλά θερμικά φορτία: συμπαγής μορφή και σκίαση, σχέση όγκου προς εξωτερική επιφάνεια που τείνει στο 1:1 τυπολογία: εξωτερικά συμπαγής όγκος, συχνά εσωτερική αυλή, υπόσκαφες κατασκευές στέγη και τοίχοι ανοιχτού χρώματος από βαριά υλικά. στέγες επίπεδες αλλά και θολωτές για αυξημένη ακτινοβολία μικρά και λίγα σε αριθμό ανοίγματα, προστατευμένα και σε νότιες όψεις μετακίνηση χρηστών και χρήσεων (εσωτερική μετανάστευση) ανά ώρα και εποχή, ζωνοποίηση και απομόνωση χρήσεων εκμετάλλευση υλικών μεγάλης θερμικής μάζας ως αποθηκών ψύξης εκμετάλλευση του ανέμου: ανεμοπαγίδες και ανεμόπυργοι ενίσχυση κατακόρυφου αερισμού σκίαση: οριζόντιες προεξοχές στο Νότο, ανατολικά και προς δυσμάς συνδυασμός κατακόρυφων και οριζόντιων σκιάστρων Σχήμα 14: Κάτοψη κατοικίας Fathy House, Sidi Krier, Αίγυπτος Αρχιτέκτονας: Hassan Fathy Σχήμα 15: Τομή κατοικίας Fathy House, Sidi Krier, Αίγυπτος Αρχιτέκτονας: Hassan Fathy
4.3 Εύκρατο κλίμα Το εύκρατο κλίμα εμφανίζει μεγάλες παραλλαγές ανάλογα με γεωγραφικό πλάτος και ζώνη. Γενικά στο κλίμα αυτό υπάρχει ανάγκη προστασίας από ψύχος και υγρασία κατά το χειμώνα, προστασίας από τις υψηλές θερμοκρασίες το καλοκαίρι και υπάρχουν και οι ενδιάμεσες εποχές όπου η θερμική άνεση εξασφαλίζεται χωρίς ιδιαίτερα μέτρα. Οπωσδήποτε στην κεντρική και βόρεια Ευρώπη δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στη χειμερινή θερμοπροστασία, ενώ στην Νότια Ευρώπη τίθεται έντονα το ζήτημα αποφυγής και εκτόπισης των υψηλών ψυκτικών φορτίων το καλοκαίρι. Πρόκειται για την κλιματική ζώνη εκείνη η οποία απαιτεί ιδιαίτερη ευελιξία τόσο στη μορφή όσο και στην κατασκευή των κτιρίων. 4.3.1 Χωροθέτηση κτιρίων Σε επίπεδο οικισμού ιδανική είναι η διάταξη κτιρίων σε σειρές νότια προσανατολισμένες, επιμήκεις, με δύο πλευρές του κτιρίου να εφάπτονται των ομόρων κτιρίων. Είναι σκόπιμη μια συνέχεια των κτιρίων με τη φύση και τους ελεύθερους χώρους. Τέτοιες διατάξεις έχουμε ήδη κατά την αρχαιότητα, όπως αυτή της Πριήνης στην μικρά Ασία (σχήμα 16). με κατοικίες στραμμένες προς το νότο, κτισμένες κατά σειρά με εσωτερικές αυλές ή αίθρια, οι οποίες προστατεύονται από μονώροφα βοηθητικά κτίσματα. Στην περίπτωση δόμησης σε έδαφος με κλίση, η καλύτερη θέση είναι για τη νότια Ευρώπη στη θέση πάνω από τη μέση μιας κατωφέρειας, ώστε αφενός να προστατεύονται τα κτίρια από ισχυρούς ανέμους το χειμώνα και αφετέρου να εκμεταλλεύονται εν μέρει το υψόμετρο για δροσισμό κατά τη νύκτα (σχήμα 17), ενώ για την κεντρική και βόρεια Ευρώπη και εν γένει την Αλπική ζώνη η πλέον κατάλληλη θέση είναι κάτω από τη μέση μιας κατωφέρειας, ώστε να προστατεύονται τα κτίρια όσο καλύτερα γίνεται από τους ανέμους, όχι όμως στη βάση, όπου τη νύκτα εμφανίζεται το ψυχρό καθοδικό ρεύμα (σχήμα 17) Σχήμα 16: Η αρχαία Πριήνη. Αριστερά μια αξονομετρική απεικόνιση της διάταξης των κτιρίων και δεξιά μια τυπική τομή και κάτοψη κτιρίου. 4.3.2 Μορφή Σχήμα 17: Θέση κτιρίου σε εύκρατο ψυχρό και νότιο εύκρατο κλίμα
Ο Ξενοφών περιγράφει στα Απομνημονεύματα του Σωκράτη (4 ος αιώνας π.χ.) το ιδανικά διαμορφωμένο κτίριο κατοικίας, βάσει της περιγραφής που ο φιλόσοφος φέρεται ότι παρέδωσε στον μαθητή του (σχήμα 18). Το κτίριο είναι στραμμένο προς νότο, ενώ η βόρεια πλευρά είναι κτισμένη από βαρύ υλικό, έχει ελάχιστα ανοίγματα και είναι στενότερη από τη νότια πλευρά, οπότε η κάτοψη αποκτά τραπεζοειδή μορφή. Υπάρχει πρόβλεψη για οριζόντιο σκίαστρο στο Νότο, βάσει της τροχιάς του ήλιο χειμώνα και καλοκαίρι. Σχήμα 18: Το σπίτι του Σωκράτη σε κάτοψη και τομή. Οι ρωμαίοι σκίαζαν περιμετρικά το αίθριο (atrium) με ένα περιστύλιο. Στη ρωμαϊκή βιβλιογραφία απαντούμε το έργο του Βιτρούβιου και ανάλογα έργα του Πλίνιου του Νεότερου και του Ουλπιανού, όπου περιγράφονται οι διαδρομές του ήλιου σε διάφορα γεωγραφικά πλάτη, και προτείνονται στρατηγικές δόμησης σε αρμονία με την τοποθεσία και το κλίμα. Οι γενικές σχεδιαστικές και κατασκευαστικές αρχές όπως προκύπτουν για το εύκρατο κλίμα από την παραδοσιακή αρχιτεκτονική, είναι: «άμυνα» ενάντια στις ταχύτατες και συχνές ημερήσιες και εποχιακές θερμοκρασιακές μεταβολές επάλληλα επίπεδα, υλικά (χωρίσματα) και μη (αέρας) - προσαρμοστικότητα και μεταβλητότητα με κλειστότερες ή ανοιχτότερες δομές, λόγω διαφορετικών και πολλές φορές αντίρροπων λειτουργικών απαιτήσεων ανά εποχή τυπολογία νότιας ηπειρωτικής κατοικίας: επικλινής στέγη με γωνία >45, θερμομόνωση το χειμώνα-αερισμός το θέρος, τοίχοι μεγάλου πάχους και μεγάλης θερμοχωρητικότητας, ανοίγματα σε διάταξη που ενισχύει το διαμπερή αερισμό, μεγιστοποίηση νότιων επιφανειών τυπολογία μεσογειακής κατοικίας: οριζόντια ή θολωτή στέγη μεγάλης θερμοχωρητικότητας, τοίχοι μεγάλου πάχους και μεγάλης θερμοχωρητικότητας, ανοίγματα σε διάταξη που υποστηρίζει το διαμπερή και κατακόρυφο αερισμό, λίγα και μικρά μόνο στο Νότο, μεταβατικοί ημιυπαίθριοι χώροι Σε περιοχές της Μεσογείου με θερμά, υγρά καλοκαίρια, έχουμε χρήση ελαφρών υλικών, μικρής θερμοχωρητικότητας και καλών θερμομονωτικών ιδιοτήτων στους άνω ορόφους (χώροι ύπνου). 5.0 Η αρχιτεκτονική και ο ενεργειακός σχεδιασμός Ήδη από τα παραπάνω παραδείγματα αποκρυσταλλώνεται μια κρίσιμη αρχή για την αρχιτεκτονική μελέτη: Μια κατοικία, σε οποιαδήποτε κλιματική ζώνη, σχεδιάζεται ταυτόχρονα σε τομή και κάτοψη (Σχήματα 19 α και β), ώστε να φανεί πλήρως η σχέση της με τον ήλιο, τους ανέμους, το νερό και κάθε άλλο περιβαλλοντικό στοιχείο, το οποίο θα μπορούσε να αποτελέσει πολύτιμο αρωγό στην ενεργειακή διαχείριση. Ιδιαίτερα στην εύκρατη ζώνη είναι αναγκαία η εκπόνηση σεναρίων με πρόβλεψη της συμπεριφοράς του κτιρίου (Σχήματα 20 α, β, γ και δ).
Α) Β) Σχήμα 19: Κατοικία με αίθριο σε θερμό- ξηρό κλίμα. Σχεδιασμός τομής με τρόπο που να εξασφαλίζει ιδανική εκμετάλλευση των ανέμων και της ροής του αέρα κατά την ημέρα (Α) και τη νύχτα (Β). ΣΕΝΑΡΙΑ: Α) την ψυχρή περίοδο, ημέρα και νύκτα (2 σενάρια) Β) τη θερμή περίοδο, ημέρα και νύκτα και Γ) τις ενδιάμεσες περιόδους, ημέρα και νύκτα (2 σενάρια) 5.1 Μορφή Ως προς τη μορφή του κτιρίου είναι σημαντικό να επιλεγεί ένας λόγος εξωτερικής επιφάνειας προς όγκο που να επιτρέπει τη βέλτιστη διαχείριση της ενέργειας και να καθοριστούν οι ενεργές επιφάνειες του κτιρίου, όσον αφορά τα α ηλιακά κέρδη. Ο λόγος όγκου προς επιφάνεια Ένα σημαντικό μέγεθος που καθορίζει τη μορφή και την πυκνότητα ης δόμησης και επηρεάζει σημαντικά τα θερμικά κέρδη και τις απώλειες των κτιρίων είναι η σχέση της εξωτερικής επιφάνειας του κτιρίου προς τον όγκο που αυτή περικλείει. Ο λόγος εξωτερικής επιφάνειας προς τον όγκο Α/V είναι περίπου 1.00 στην περίπτωση των μονοκατοικιών, και φτάνει τιμές της τάξης 0.20 0.10 για πολυώροφα κτίρια. Η τιμή του επηρεάζει άμεσα τις θερμικές απώλειες των κτιρίων (Σχήμα 20). Σχήμα 20: Λόγος Α / V για διαφορετικούς τύπους κτιρίων. Αυτό σημαίνει ότι σε αστικές συνθήκες δόμησης οι απώλειες από θερμική μετάβαση μειώνονται έως και στο 15% των αντίστοιχων απωλειών σε αραιή δόμηση με μονοκατοικίες. Αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία για τη χώρα μας, όπου το μεγαλύτερο ποσοστό του πληθυσμού διαμένει σε αστικά κέντρα. Κεντρική επιδίωξη στα πλαίσια της βιώσιμης ανάπτυξης πρέπει να είναι ενεργειακά αποδοτική δόμηση σε ελάχιστο δυνατό έδαφος. Ενδεικτικά σε ψυχρά και θερμά ξηρά κλίματα ο λόγος A/V ιδανικά κλίνει προς την τιμή 1 (κυβικές μορφές) ενώ στην εύκρατη ζώνη, ιδιαίτερα όταν προς το νότο δεν υπάρχουν εμπόδια, η βέλτιστη τιμή κυμαίνεται μεταξύ 0.6 και 0.75 (μακρόστενη μορφή).
Εκτός από το μέγεθος του οικοδομήματος, το οποίο καθορίζει το λόγο A/V, σημαντικό ρόλο παίζει η γεωμετρία και η διάταξη των όγκων και των επιφανειών. Για παράδειγμα, η σφαίρα και ο κύβος είναι μορφές καταλληλότερες από ό,τι οι πρισματικοί όγκοι. Η έντονη κλιμάκωση μιας πρόσοψης με προεξοχές και εσοχές, κόγχες και προβόλους αυξάνει την εξωτερική επιφάνεια και κατά συνέπεια και τις θερμικές απώλειες μέχρι και στο τετραπλάσιο. Ωστόσο μείωση της εξωτερικής επιφάνειας δεν σημαίνει αναλογική μείωση των θερμικών απωλειών, δεδομένου ότι τα μεγαλύτερα κτίσματα έχουν μεγαλύτερες απαιτήσεις σε ενέργεια για αερισμό και φωτισμό. Μεγάλο ρόλο παίζει οπωσδήποτε και το ποσοστό των γυάλινων επιφανειών με μειωμένη θερμομόνωση- στην εξωτερική επιφάνεια του κτιρίου. Εξάλλου, κατά τους θερινούς μήνες είναι επιθυμητή μια αύξηση της εξωτερικής επιφάνειας, σε περίπτωση που ο νυκτερινός αερισμός είναι η προκρινόμενη στρατηγική ψύξης (Βλέπε σχετικό κεφάλαιο). Ενεργές και παθητικές επιφάνειες Ενεργές είναι οι επιφάνειες εκείνες του κτιρίου που κρίνονται κατάλληλες για πρόσληψη ηλιακής ακτινοβολίας, για παράδειγμα υαλώσεις, και οι οποίες είναι όντως εκτεθειμένες στην άμεση ηλιακή ακτινοβολία. Παθητικές είναι όλα οι υπόλοιπες επιφάνειες. Αυτές αναλαμβάνουν τη θερμοπροστασία του κτιρίου και πρέπει να είναι ανάλογα θερμομονωμένες.. Συντελεστής καταλληλότητας για ηλιακά κέρδη Ο συντελεστής αυτός είναι ένα απλό εργαλείο αξιολόγησης του κτίσματος όσον αφορά την εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας. Είναι ο λόγος της προβολής όλων των ενεργών επιφανειών σε ένα επίπεδο στραμμένο ακριβώς νότια προς τη συνολική εξωτερική επιφάνεια του κτιρίου, η οποία συμπεριλαμβάνει ενεργές και παθητικές επιφάνειες: E = F N / A ΟΛ (σχήμα 21). Στο γράφημα που ακολουθεί (Σχήμα 18) συγκρίνονται μερικές απλές μορφές κάτοψης, Έστω ότι πρόκειται για διώροφα κτίρια με εμβαδόν περίπου 70 m 2 ανά όροφο, που στεγάζονται με δώμα. Για κάθε τύπο κάτοψης Α έως D δίνεται και ο αντίστοιχος συντελεστής E. Σχήμα 21: Συντελεστές καταλληλότητας (EGZ) για ηλιακά κέρδη για διάφορες μορφές κτισμάτων Παρατηρούμε ότι: Η τετράγωνη κάτοψη δεν είναι η καλύτερη από άποψη εκμετάλλευσης του ήλιου Η επιμήκης ορθογώνια κάτοψη έχει πολύ καλό συντελεστή E και ενδείκνυται για εκμετάλλευση ηλιακών κερδών. Ο συντελεστής βελτιώνεται όσο αυξάνει το μήκος της πρόσοψης που δέχεται άμεση ηλιακή ακτινοβολία. Οι μάλλον ασυνήθιστες μορφές C και D εμφανίζουν καλύτερους συντελεστές σε σύγκριση με το επίμηκες ορθογώνιο. Η μορφή κτίσματος που μεγιστοποιεί τα ηλιακά κέρδη Η λογική της μορφοποίησης του κτιρίου ώστε να εκμεταλλεύεται σε μέγιστο βαθμό την ηλιακή ακτινοβολία ενδείκνυται κατ εξοχήν σε συνθήκες αραιής δόμησης, όπου υπάρχει η δυνατότητα να εκτεθούν άμεσα τα κτίρια στην ηλιακή ακτινοβολία, χωρίς να παρεμβάλλονται σημαντικά εμπόδια που ρίχνουν σκιά. Η λογική αυτή οδηγεί στην επιλογή μιας μορφής που εκθέτει τη μέγιστη δυνατή ενεργή επιφάνεια στον ήλιο (Σχήμα 22).
Σχήμα 22: Μορφές κτιρίων κατάλληλες για μεγιστοποίηση των ηλιακών κερδών Η μορφή που μεγιστοποιεί τα ηλιακά κέρδη εκθέτει τη μέγιστη δυνατή επιφάνεια του κτιρίου στον ήλιο κατά την ψυχρή περίοδο του έτους και επιτρέπει τον ηλιασμό των εσωτερικών χώρων σε βάθος, γεγονός με θετικές συνέπειες στην υγεία και ευεξία των χρηστών του κτιρίου. Ενδείκνυται για ιδρύματα όπως θαλάμους νοσηλείας νοσοκομείων, σανατόρια και οίκους ευγηρίας. Η κατασκευή και λειτουργία τέτοιας μορφής κτιρίων είναι σχετικά δαπανηρή, λόγω μεγάλης επιφάνειας συλλογής ηλιακής ακτινοβολίας. Επιβάλλεται η χρήση υψηλών προδιαγραφών στα κουφώματα, με υαλοστάσια υψηλής ενεργειακής διαπερατότητας και πολύ υψηλής θερμομονωτικής ικανότητας, ώστε αφενός να ελαχιστοποιηθούν οι θερμικές απώλειες τις νύχτες του χειμώνα και αφετέρου να αντιμετωπιστεί η υπερθέρμανση το καλοκαίρι. Υπό τις παραπάνω προϋποθέσεις, ένα τέτοιο κτίριο αποκτά υψηλό βαθμό ενεργειακής αυτονομίας σε μεσογειακές κλιματικές συνθήκες. Όσον αφορά κτίρια κατοικίας, πρέπει να ισοζυγιστεί το όφελος από τα ηλιακά κέρδη το χειμώνα με τη δαπάνη απαγωγής του ψυκτικού φορτίου το καλοκαίρι. Η μορφή κτίσματος που ελαχιστοποιεί τις θερμικές απώλειες Στις πόλεις με πυκνή δόμηση, μεγάλα ύψη κτιρίων και με τον προσανατολισμό να καθορίζεται από τη ρυμοτομία, είναι εν γένει δύσκολο να υπάρξουν κατάλληλες συνθήκες για στρατηγικές μεγιστοποίησης ων ηλιακών κερδών. Εκεί προτείνεται μια άλλη μορφή κτιρίων, πιο συμπαγής, με αίθριο. Η βέλτιστη πρόταση προβλέπει κτίριο αποτελούμενο από δύο επιμήκη τμήματα με ενδιάμεσο αίθριο, όπου το ένα τμήμα είναι στραμμένο ανατολικά και το άλλο δυτικά. Με τον τρόπο αυτό εξασφαλίζεται ο ηλιασμός των χώρων τουλάχιστον σε ένα τμήμα της ημέρας. Οι κοινόχρηστοι χώροι, όπως διάδρομοι, στοές, αίθρια στεγάζονται με ανοιγόμενες γυάλινες επιφάνειες οι οποίες το χειμώνα προσφέρουν ηλιακά κέρδη και αερισμό με ανάκτηση θερμότητας ενώ κατά τη θερμή περίοδο επιτρέπουν τον κατακόρυφο αερισμό (Σχήμα 23). Προτείνονται ενδεικτικά δύο λύσεις: Σχήμα 23: Προτεινόμενες μορφές κτιρίων για ελαχιστοποίηση των θερμικών απωλειών
Τύπος V1: Οικονομική, συμπαγής μορφή. Το χειμώνα υπάρχει πρόβλημα επάρκειας ηλιασμού, ο διάδρομος παραμένει σκοτεινός. Πολύ περιορισμένες δυνατότητες αποκομιδής ηλιακών κερδών. Τύπος V2: Υψηλότερη ποιότητα συνθηκών διαβίωσης λόγω της ευρύχωρης ενδιάμεσης στοάς. Αυξημένες δυνατότητες παθητικής εκμετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας. Οι στεγασμένες με γυαλί ζώνες μπορούν να αποφέρουν αξιοσημείωτα ηλιακά κέρδη το χειμώνα, αρκεί να προβλέπεται επαρκής αερισμός και επαρκής ηλιοπροστασία το καλοκαίρι. Επίσης προσφέρουν επαρκή φυσικό φωτισμό, δεδομένου ότι οι οριζόντιες διαφανείς επιφάνειες είναι πολύ πιο αποτελεσματικές από πλευράς φωτισμού σε σύγκριση με τις κάθετες διαφανείς επιφάνειες. Εν γένει, σε συνθήκες πυκνής δόμησης συνιστάται ευρύτερη εφαρμογή λύσεων με αίθρια και στοές στεγασμένες με γυαλί. Από αρχιτεκτονική άποψη ενισχύεται η πλαστικότητα του όγκου και αναβαθμίζεται η αισθητική της αρχιτεκτονικής πρότασης. Από ενεργειακή άποψη, δημιουργείται ένα ευνοϊκό μικροκλίμα, λόγω των ηλιακών κερδών το χειμώνα. Το καλοκαίρι, η μεγάλη θερμική μάζα των κτιρίων εξομαλύνει τις θερμοκρασιακές διακυμάνσεις. Εφόσον οι γυάλινες επιφάνειες της στέγης μπορούν να ανοίγουν είναι εφικτά μέτρα δροσισμού με διαμπερή και κατακόρυφο αερισμό. Να ληφθεί υπόψη ότι το ηλιακό φως το χειμώνα είναι λιγότερο στις ανατολικές και δυτικές πλευρές και δεν εισχωρεί σε αρκετό βάθος, ενώ το καλοκαίρι οι όψεις αυτές δέχονται πολύ ισχυρή ηλιακή ακτινοβολία και προκαλούν υπερθέρμανση των χώρων, άρα επιβάλλεται επαρκής ηλιοπροστασία. Τέτοια κτίρια είναι οπωσδήποτε πιο οικονομικά σε σύγκριση με κτίρια που αποσκοπούν σε μεγιστοποίηση των ηλιακών κερδών, δεδομένου ότι ελαττώνονται οι δαπανηρές εξωτερικές επιφάνειες. Σύγκριση των δύο στρατηγικών Η οριστική απόφαση όσον αφορά τη στρατηγική που θα ακολουθήσει ο μελετητής λαμβάνεται ή δη στο στάδιο της κατάρτισης των τοπογραφικών σχεδίων. Η στρατηγική που μεγιστοποιεί τα θερμικά κέρδη αποφέρει συντελεστές κάλυψης από 0.5 (μονώροφα κτίρια) έως 1.27 (τετραώροφα κτίρια σε σειρά, Σχήμα 21). Από το σχήμα 24 φαίνεται ότι με αύξηση των ορόφων βελτιώνεται (μικραίνει) ο λόγος A/V ενώ ο συντελεστής Ε έχει την καλύτερη τιμή σε κτίριο δύο ορόφων. Σχήμα 24: Μεταβολές του συντελεστή δόμησης, του λόγου A/V και του συντελεστή καταλληλότητας για ηλιακά κέρδη με αύξηση του αριθμού των ορόφων. Ανακεφαλαιώνοντας, όταν πρόκειται για ήπια περιβαλλοντική προσαρμογή, ιδιαίτερα στην εύκρατη ζώνη, η μορφή του κτιρίου οφείλει να προσφέρει ευελιξία, ώστε να ανταποκρίνεται στις περιοδικές αλλά και τις απρόσμενες μεταβολές των κλιματικών συνθηκών. Πέρα από τα προαναφερθέντα που αφορούν την επιλογή στρατηγικής σε σχέση με τον ήλιο, οφείλουν να υπεισέλθουν στο σχεδιασμό τα παρακάτω στοιχεία, τα οποία εν τέλει απαντώνται και στην παραδοσιακή αρχιτεκτονική:
Χρήση αιθρίων και ημιυπαίθριων χώρων Ευέλικτες κατόψεις και τομές που περνούν από συμπαγείς μορφές κατά τις περιόδους καταπόνησης (ψύχος, υψηλές θερμοκρασίες) σε χαλαρές ανοικτές μορφές για την επίτευξη νυκτερινού δροσισμού (σχήμα 25) σκίαση: οριζόντιες ή επικλινείς προεξοχές της στέγης, πρόσθετες διατάξεις σκίασης, βλάστηση εσωτερική διάταξη: συνέχεια εσωτερικών και ανοιχτών υπαίθριων χώρων, ανεμπόδιστη ροή ανέμου σε τομή και κάτοψη, ευελιξία μορφής και χρήσης ανάλογα με τις συνθήκες (Σχήμα 26) Σχήματα 25 και 26: Ευέλικτοι χώροι που κλείνουν ή ανοίγουν την εξωτερική επιφάνεια του κτιρίου (αριστερά),- ημιυπαίθριοι ευέλικτοι χώροι (δεξιά) Αντίθετα, νεωτερικά στοιχεία, όπως επιμήκεις εξώστες θα πρέπει να αναθεωρηθούν ως προς την χρησιμότητα και καταλληλότητά τους, δεδομένου ότι αποβαίνουν ενεργειακά επιζήμια (θερμογέφυρες). 5.2 Κατασκευή: Θερμοπροστασία του κτιρίου τις εποχές όπου καταπονείται τόσο ο οργανισμός του ανθρώπου όσο και το κτίριο λόγω θερμοκρασίας και υγρασίας, τόσο την ψυχρή περίοδο (χειμώνας) όσο και τη θερμή περίοδο (καλοκαίρι). Είναι αναγκαίο να σημειωθεί ότι δεν έχει κανένα νόημα να χρησιμοποιεί κανείς τεχνολογία έστω ευφυή και εναλλακτική, ή ιδιοφυείς αρχιτεκτονικές στρατηγικές κλιματικής προσαρμογής, εάν δεν έχει εξασφαλίσει ότι το κέλυφος του κτιρίου αφενός προστατεύεται επαρκώς από θερμοκρασιακές μεταβολές και αφετέρου είναι σε θέση να διατηρήσει θερμικές προσόδους το χειμώνα και ανεκτές θερμοκρασίες το καλοκαίρι. Η αναγκαία θερμοπροστασία διαφοροποιείται ανάλογα με την κλιματική ζώνη. Θερμική μάζα (στοιχεία με θερμοχωρητικότητα) για εξομάλυνση των θερμοκρασιακών διαφορών και αποθήκευση θερμότητας το χειμώνα και ψύξης το καλοκαίρι. Πρέπει να διευκρινιστεί ότι εδώ εννοούμε ενεργή θερμική μάζα, η οποία είναι εκτεθειμένη στη θερμική ακτινοβολία, χωρίς να παρεμβάλλεται κάποια διάταξη, η οποία ακυρώνει τη θερμοσυσσώρευση, όπως θερμομονωτικό στρώμα, ψευδοροφές, κλπ. Πρέπει να σημειωθεί ότι η θερμική μάζα ενδείκνυται κύρια σε κτίρια που λειτουργούν διαρκώς. Αντίθετα σε κτίρια περιστασιακής ή μη καθημερινής λειτουργίας, όπως παραθεριστικές μονοκατοικίες, η θερμοχωρητικότητα των στοιχείων καθυστερεί την ταχεία θέρμανση και ψύξη του κτιρίου και ενδεχομένως αντενδείκνυται. Επίσης η σημασία της θερμοχωρητικότητας και της θερμομονωτικής ικανότητας των υλικών διαφέρει ανάλογα με την κλιματική ζώνη: Μικρή θερμοχωρητικότητα και ελαφρές κατασκευές για την τροπική ζώνη Μεγάλη θερμοχωρητικότητα και μικρή θερμική αντίσταση στην υποτροπική ζώνη
Κατασκευές ικανές να προσαρμοστούν σε μελλοντικές περιβαλλοντικές τεχνολογίες. Στρατηγικές θερμικών προσόδων για το χειμώνα με τη βοήθεια του ήλιου, της γεωθερμίας, του κλπ. Στρατηγικές φυσικού δροσισμού για το καλοκαίρι με τη βοήθεια της γεωθερμίας, του ανέμου, των υδάτων, κλπ. Προθέρμανση και πρόψυξη του αέρα ανάλογα με την εποχή με χρήση εναλλακτών θερμότητας, ιδιαίτερα με εναλλάκτες ενθαλπίας οι οποίοι ρυθμίζουν και τα επίπεδα της υγρασίας. Απαγωγή του πλεονάζοντος θερμικού φορτίου με συστήματα ανάκτησης θερμότητας, σε συνδυασμό και με ελεγχόμενο αερισμό. 5.3 Κτίρια γραφείων Τα κτίρια γραφείων συνιστούν ειδική κατηγορία κτιρίων. Η εξασφάλιση θερμικής άνεσης συνίσταται στην απαγωγή των μεγάλων ψυκτικών φορτίων, τα οποία προέρχονται από τα πολύ υψηλά θερμικά κέρδη. Παράλληλα υπάρχουν υψηλές απαιτήσεις σε αερισμό των χώρων, οι οποίες είναι δύσκολο να ικανοποιηθούν χωρίς μηχανικό σύστημα. Τέλος κρίσιμη απαίτηση αποτελεί η οπτική άνεση, χωρίς εναλλαγές φωτεινής έντασης και χωρίς την εμφάνιση δυσμενών φαινομένων, όπως το θάμπωμα και οι υψηλές αντιθέσεις. Για το λόγο αυτό κύριες αρχιτεκτονικές και κατασκευαστικές στρατηγικές είναι: Ανοίγματα με ηλιοπροστατευτικές διατάξεις ώστε να μην επιτρέπουν άμεση πρόσπτωση ηλιακής ακτινοβολίας στο επίπεδο εργασίας ή βόρειος προσανατολισμός των ανοιγμάτων (σε ήπια κλίματα) για την εξασφάλιση ομοιόμορφου φωτισμού Κατασκευή διπλής, κατά προτίμηση υβριδικής πρόσοψης, η οποία εξασφαλίζει ευελιξία όσον αφορά το χειρισμό των ανοιγμάτων Δυνατότητα ατομικών επεμβάσεων στο χειρισμό των ανοιγμάτων, του αερισμού και του φωτισμού Θερμική μάζα, κυρίως στα οριζόντια διαχωριστικά στοιχεία για την πρόψυξη και προθέρμανση των χώρων. Αυτό σημαίνει περιορισμό των ψευδοροφών και των ακουστικών πανό, στα πλαίσια του δυνατού, ώστε να μην απενεργοποιείται η θερμική μάζα της οροφής. Ενίσχυση του φυσικού φωτισμού και αερισμού με αίθρια.
6.0 Δράσεις Προκειμένου η αρχιτεκτονική μελέτη να αποτελέσει κατευθυντήριο μοχλό και γνώμονα της ενεργειακής διαχείρισης ενός κτιρίου, απαιτείται η στενή, ισότιμη και συντονισμένη συνεργασία με άλλες ειδικότητες, όπως αυτές του στατικού και του μηχανολόγου. Το γράφημα που ακολουθεί αναπαριστά ενδεικτικά τη διαδικασία του σχεδιασμού με γνώμονα την ήπια περιβαλλοντική προσαρμογή. Στο πρώτο στάδιο, οι αποφάσεις ως προς τον προσανατολισμό, τη διαμόρφωση του περιβάλλοντος χώρου και την επιλογή στρατηγικών ανήκουν στην αρμοδιότητα του αρχιτέκτονα. Στα μετέπειτα στάδια εμπλέκεται ο μηχανολόγος και ο στατικός και στο στάδιο των τελικών αποφάσεων, η αρμοδιότητα περνά στον μηχανολόγο αλλά είναι αναγκαία η συναίνεση και αποδοχή του αρχιτέκτονα.