ΠΡΟΣΑΗ ΠΡΟΚΑΣΑΚΔΤΑΜΔΝΗ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΟΙΚΙΣΙΚΗ ΜΟΝΑΓΑ (K-V) Κοζμόποσλος Πάνος 1, Γημήηριος Βοσηζάς 1 1 Δξγαζηεξίν Πεξηβαιινληηθνύ θαη Δλεξγεηαθνύ Σρεδηαζκνύ Κηηξίσλ θαη Οηθηζκώλ, Πνιπηερληθή Σρνιή, Γ.Π.Θ., Τκήκα Μεραληθώλ Πεξηβάιινληνο, Βαζ. Σνθίαο 12, 2541079382, Ξάλζε, E-mail: pkosmos@env.duth.gr ΠΔΡΙΛΗΨΗ Η παξνπζίαζε απηή αλαθέξεηαη ζηελ πξόηαζε γηα ηελ θαηαζθεπή κηαο πξόηππεο, πξνθαηαζθεπαζκέλεο, νηθνινγηθήο νηθηζηηθήο Μνλάδαο (Κ-V). Σηόρνη απηήο ηεο Μνλάδαο είλαη νη αθόινπζνη: 1) Δύθνιε θαη γξήγνξε κεηαθνξά θαη ζπλαξκνιόγεζε, ρσξίο αιινίσζε ηνπ θπζηθνύ πεξηβάιινληνο ζηνλ ηόπν εγθαηάζηαζεο. 2) Καηαζθεπή από θηιηθά πξνο ην πεξηβάιινλ πιηθά πνπ λα εμαζθαιίδνπλ ηθαλνπνηεηηθέο ζπλζήθεο άλεζεο. 3) Λεηηνπξγία/ρξήζε ηεο Μνλάδαο κε εμνηθνλόκεζε ελέξγεηαο κέζσ κηθξώλ απσιεηώλ, εμαζθάιηζε ελέξγεηαο από Α.Π.Δ. θαη ειαρηζηνπνίεζε εθπνκπώλ ζην πεξηβάιινλ. Η Μνλάδα (Κ-V) έρεη ηε δπλαηόηεηα λα ρξεζηκνπνηεζεί ηόζν κεκνλσκέλα, πρ. ζε θάιπςε αλάγθεο θαηνηθίαο ζε απνκαθξπζκέλε πεξηνρή, όζν θαη ζε γξήγνξε νκαδηθή θάιπςε ζηεγαζηηθώλ αλαγθώλ κεηά από έθηαθηεο ζπλζήθεο. Η πξνζνκνίσζε ηεο Μνλάδαο Κ-V θαη ν έιεγρνο κε ζρεηηθά ινγηζκηθά, απνδεηθλύνπλ όηη πξόθεηηαη γηα θηιηθή πξνο ην πεξηβάιινλ θαηαζθεπή. Project for an Experimental Ecological Modular Housing Unit (K-V) Kosmopoloulos Panos 1, Voutsas Dimitrios 1 1 Laboratory of Environmental and Energy Design of Buildings and Settlements, Democritus University Of Thrace, Department of Environmental Engineering, Vas. Sofias 12, 2541079382, Xanthi, E-mail: pkosmos@env.duth.gr ABSTRACT The aim of this project is to describe the construction of a prefabricated and environmental friendly molecular dwelling unit. The main goals to be achieved by the unit are: 1) Easy and quick transportation and placement of the modular housing unit, without environmental degradation of the area. 2) Use of constructive materials which are environmental friendly and ensure satisfactory comfort and thermal conditions inside the building. 3) Low thermal losses and energy demands, use of Renewable Energy Sources and low polluting emissions. The Unit K-V can be used as a housing unit for remote areas or for covering housing needs of population under emergency situations. The modular housing unit K-V is an environmental friendly construction as demonstrated by simulation software.
1. ΔΙΑΓΩΓΗ Δίλαη γλσζηό όηη νη ελεξγεηαθέο αλάγθεο απμάλνληαη κε ξαγδαίν ξπζκό. Μεγάιν κέξνο ηεο παξαγόκελεο ελέξγεηαο θαηαλαιώλεηαη από ηνλ θηηξηαθό ηνκέα. Η αλάπηπμε ηνπ θαηαζθεπαζηηθνύ ηνκέα ρσξίο λα ιακβάλεηαη ππόςε ε θαηαλαιηζθόκελε ελέξγεηα ζε όιεο ηηο θάζεηο ηνπ θύθινπ δσήο ελόο θηηξίνπ ήηαλ θάηη ζύλεζεο θαηά ην παξειζόλ. Τν πνζνζηό ηεο ελεξγεηαθήο θαηαλάισζεο ζηα θηίξηα ππνινγίδεηαη ζην 47%. Σύκθσλα κε εθηηκήζεηο ε Δπξσπατθή Έλσζε γίλεηαη νινέλα θαη πην εμαξηεκέλε ζε ελεξγεηαθέο εηζαγσγέο, θαη αλ δελ ιεθζνύλ ζύληνκα κέηξα, ε ελεξγεηαθή εμάξηεζε ζα θηάζεη ην 70% ην 2030 ζε ζρέζε κε ην 50% πνπ είλαη ζήκεξα. Η γεληθή θεληξηθή ηδέα απηήο ηεο πξόηαζεο είλαη ε δεκηνπξγία κηαο πξνθαηαζθεπαζκέλεο κνξηαθήο κνλάδαο θαηνηθίαο. Οη θύξηνη ζηόρνη πνπ πξέπεη λα επηηεπρζνύλ από ηελ κνλάδα είλαη: Βηνθιηκαηηθή ζπκπεξηθνξά κε ηελ ρξήζε παζεηηθώλ ζηνηρείσλ θαη ζπζηεκάησλ θαηά ηνλ ζρεδηαζκό ώζηε λα εμαζθαιηζηνύλ: ζέξκαλζε, θπζηθόο δξνζηζκόο αεξηζκόο θαη θπζηθόο θσηηζκόο. Αμηνπνίεζε ζπζηεκάησλ αλαλεώζηκσλ πεγώλ ελέξγεηαο (θσηνβνιηατθά πιαίζηα, αλεκνγελλήηξηεο ) ώζηε λα θαιπθζνύλ νη ελεξγεηαθέο αλάγθεο ηεο κνλάδαο θαη λα επηηεπρζεί ε απηνλνκία θαη απεμάξηεζε ηεο από νξπθηά θαύζηκα αλ είλαη δπλαηόλ, ή ηνπιάρηζηνλ λα ειαρηζηνπνηεζεί ε ρξήζε ηνπο. Πεξηβαιινληηθά θηιηθόο ζρεδηαζκόο ζε όια ηα ζηάδηα ηνπ θύθινπ δσήο. Διαρηζηνπνίεζε ηεο όριεζεο ζην θπζηθό πεξηβάιινλ θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο θαηαζθεπήο. Φξήζε πεξηβαιινληηθά θηιηθώλ αλαθπθιώζηκσλ πιηθώλ ζηελ κνλάδα πνπ κπνξνύλ λα επαλαρξεζηκνπνηεζνύλ κεηά ηνλ θύθιν δσήο ηνπο. Φακειέο εθπνκπέο ξύπσλ. Σπγθέληξσζε θαη ρξήζε βξόρηλνπ λεξνύ γηα νηθηαθέο δξαζηεξηόηεηεο (πόηηζκα, θαζαξηόηεηα θηι) γηα ηελ κείσζε θαηαλάισζεο λεξνύ. Γηεπθόιπλζε ηεο θνκπνζηνπνίεζεο θαη ηεο αλαθύθισζεο επί ηόπνπ ζηελ κνλάδα. Θεξκηθή άλεζε θαη πεξηβαιινληηθά πξνζαξκνζηηθή ζπκπεξηθνξά ζε έλα ζρεηηθά επξύ θάζκα θιηκαηηθώλ ζπλζεθώλ. 2. ΠΔΡΙΓΡΑΦΗ ΠΡΟΣΑΗ Η ζπλνιηθή ηδέα βαζίζηεθε ζε κειέηε πνπ είρε παξνπζηαζηεί από ηνλ Γξ. Πάλν Κνζκόπνπιν παιαηόηεξα (1974) θαη έρεη πξνζαξκνζηεί ζηηο ζύγρξνλεο αλάγθεο αμηνπνηώληαο πεξηβαιινληηθά πιηθά θαη ηερληθέο. Δθόζνλ πξόθεηηαη γηα κηα πξνθαηαζθεπαζκέλε κνλάδα ρσξίο ηα ραξαθηεξηζηηθά κηαο κόληκεο θαηαζθεπήο έπξεπε λα επηηεπρζνύλ θαη νη αθόινπζνη ζηόρνη: δπλαηόηεηα κεηαθνξάο, ρακειό βάξνο, κηθξό θόζηνο. Δπηπξόζζεηα ην αξρηηεθηνληθό πξνθίι θαη ε πεξηγξαθή ηνπ έπξεπε λα ελαξκνλίδεηαη κε ηηο αξρέο ηνπ Πεξηβαιινληηθνύ Σρεδηαζκνύ (1). Η αλαθνξά ζηελ θαηνηθία κε ηνλ όξν κνλάδα είλαη ζθόπηκε, δηόηη ζεσξείηαη πξντόλ κηαο βηνκεραλνπνηεκέλεο δηεξγαζίαο (πξνθαηαζθεπή) θαη όρη ζαλ κνλαδηθό αξρηηεθηνληθό δεκηνύξγεκα. Υπάξρνπλ εμαξρήο πξνδηαγξαθέο θαη ιεηηνπξγίεο πνπ ιεηηνπξγνύλ σο απζηεξνί πεξηνξηζηηθνί παξάγνληεο ζηελ δηαδηθαζία ζρεδηαζκνύ. Ωζηόζν ππάξρεη πάληα ρώξνο γηα παξεκβάζεηο. Πνιιέο δηαθνξεηηθέο κνλάδεο κπνξνύλ λα ζπληεζνύλ από ηα ίδηα πξνθαηαζθεπαζκέλα δνκηθά ζηνηρεία [Δηθ1] έηζη ώζηε λα ηθαλνπνηεζνύλ νη ιεηηνπξγηθέο
θαη ζρεδηαζηηθέο απαηηήζεηο ζε θάζε πεξίπησζε. Γηαθνξεηηθέο πεξηβαιινληηθέο θαη θιηκαηηθέο ζπλζήθεο κπνξνύλ λα νδεγήζνπλ ηνλ ζρεδηαζηή λα πηνζεηήζεη κηα πνηθηιία δηαθνξεηηθώλ ιύζεσλ ιακβάλνληαο ππόςε ηελ κνξθή, ηελ ιεηηνπξγία ή θαη ηα δύν [Δηθ1α].. Δικόνα 1: Σα προκαηαζκεσαζμένα δομικά ζηοιτεία. Ποικιλία εναλλακηικών λύζεφν φς προς ηη μορθή
Η κνλάδα θαηνηθίαο απνηειείηαη από δπν κνξηαθνύο ηύπνπο [Δηθ2]. Τν πιαίζην είλαη θαηαζθεπαζκέλν από αηζάιηλα ζηνηρεία πνπ πέξα από ηνλ πξσηεύνληα ξόιν ηνπο ζαλ δνκηθά ζηνηρεία εμππεξεηνύλ θαη ζαλ νδεγνί γηα ηελ ειεθηξηθή θαισδίσζε. Οη κνξηαθνί ηύπνη (ηνίρνη, δάπεδα, νξνθέο) είλαη θαηαζθεπαζκέλα από αλαθπθισκέλν αινπκίλην θαη κνλσηηθό νξπθηνβάκβαθα θαη ελζσκαηώλνπλ επίζεο παξάιιειε ιεηηνπξγία (ηόζν ελεξγεηαθή όζν θαη δνκηθή) [Δηθ3]. Τα πξναλαθεξζέληα ζηνηρεία δελ είλαη ζπκπαγή αιιά έρνπλ θπςεισηή δνκή πνπ εμαζθαιίδεη ρακειή αλαινγία βάξνπο /δνκηθή αληνρή (αθακςία) θαη θαιέο ελεξγεηαθέο επηδόζεηο. Τν κπάλην απνηειεί κηα κνλάδα μερσξηζηή κε ελζσκαησκέλα πδξαπιηθά θαη ειεθηξηθά δίθηπα θαη εμσηεξηθέο αλακνλέο ζύλδεζεο. Οη λόηηα πξνζαλαηνιηζκέλεο πάιηλεο όςεηο παξέρνπλ παζεηηθά ειηαθά θέξδε, θπζηθό αεξηζκό θαη θσηηζκό. Δίλαη θαηαζθεπαζκέλεο από δηπιό ηδάκη θαη πιαίζην αινπκηλίνπ. Οη πξνθαηαζθεπαζκέλεο κνλάδεο κπνξνύλ λα κεηαθεξζνύλ πνιύ εύθνια ζην πεδίν είηε κε θνξηεγό είηε κε ειηθόπηεξν εμαηηίαο ηνπ ρακεινύ βάξνπο ηνπο. Δικόνα 2: Οι δύο βαζικές ησποποιημένες μονάδες
Δικόνα 3: Σοιτοποιία με ενζφμαηφμένη μόνφζη Φσηνβνιηατθά πιαίζηα είλαη πξνζαξκνζκέλα ζηελ νξνθή θαζώο θαη ειηαθά πιαίζηα γηα παξαγσγή δεζηνύ λεξνύ ρξήζεο. Υπάξρεη επίζεο θαη κηα αλεκνγελλήηξηα πξνζαξκνζκέλε ζε κεηαιιηθή θνιόλα πάλσ από ηελ νξνθή. Σηνλ λόην ππάξρεη πξνζαξκνζκέλν έλα ζεξκνθήπην γηα ηελ απόθηεζε άκεζσλ ειηαθώλ θεξδώλ θαη ηελ ζέξκαλζε ηνπ ρώξνπ. Τα κπαιθόληα κπνξνύλ λα κεηαηξαπνύλ ζε εκίθιεηζηνπο ρώξνπο κε ηελ πξνζαξκνγή δηαθώηηζησλ θσηνβνιηατθώλ πιαηζίσλ θαη πεξζηδσηώλ ζθηάζηξσλ. Βξόρηλν λεξό ζπιιέγεηαη κε ηελ βνήζεηα πδξνξξνώλ θαη ζσιελώζεσλ ζε δεμακελή θάησ από ηελ θαηνηθία. 3. ΤΜΠΔΡΑΜΑ-ΠΡΟΣΑΔΙ Πηζηεύνπκε όηη ζηελ πξάμε κνλάδεο θαηνηθίαο απηνύ ηνπ ηύπνπ κπνξνύλ λα απνηειέζνπλ ην πξσηόηππν γηα ππνδεηγκαηηθνύο νηθνινγηθνύο νηθηζκνύο, αιιά θαη ζαλ πξνζσξηλέο εγθαηαζηάζεηο αλ απηό απαηηείηαη π.ρ απνκαθξπζκέλα εξγαζηήξηα θηι. επίζεο κπνξνύλ λα ρξεζηκνπνηεζνύλ γηα ηελ ζηέγαζε αλζξώπσλ πνπ έραζαλ ηα ζπίηηα ηνπο από θπζηθέο νη άιιεο θαηαζηξνθέο εμαηηίαο ηνπ ρακεινύ ηνπο θόζηνπο θαη ηεο επθνιίαο ζηελ κεηαθνξά θαη ηελ εγθαηάζηαζε.
Άιια πιενλεθηήκαηα είλαη ε πεξηβαιινληηθή αμηνιόγεζε θαη απόδνζε ηεο κνλάδαο κε ηελ ρξήζε πνιπθξηηηξηαθώλ κεζόδσλ απόθαζεο, ν απηνκαηηζκόο ηεο κε ρξήζε ηερλνινγίαο instant bus θαζώο θαη ε θνζηνιόγεζε ηεο ζε θάζε μερσξηζηή πεξίπησζε. Άξηζηα απνηειέζκαηα ησλ ζεξκηθώλ θεξδώλ, ηεο ζεξκηθήο άλεζεο θαη ηεο ελεξγεηαθήο απόδνζεο ηεο κνλάδαο ειήθζεζαλ κε ηελ ρξήζε θαηάιιεινπ ινγηζκηθνύ όπσο (K-Eco, Retscreen, Ecotect θηι) ώζηε λα πξνζδηνξηζηεί ε ζπλνιηθή εηθόλα ηεο ηθαλνπνηεηηθήο ιεηηνπξγίαο ηεο κνλάδαο. Η πηζαλόηεηα ηεο πξνθαηαζθεπήο ζε κεγάιε θιίκαθα ηεο πξνηεηλόκελεο κνλάδαο ζα ζπλεηζθέξεη ζηελ γξήγνξε θαη νηθνλνκηθή θάιπςε ησλ ζηεγαζηηθώλ αλαγθώλ αιιά απνηειεί επίζεο κηα πεξηβαιινληηθά θηιηθή ιύζε εθόζνλ πξνζθέξεη ζε ρακειόηεξε ελεξγεηαθή θαηαλάισζε θαη ιηγόηεξν επηβιαβείο εθπνκπέο ζην πεξηβάιινλ. Δικόνα 4: Γενικές όυεις ηης μονάδας
Δικόνα 5: Μελέηη Γρ. Πάνοσ Κοζμόποσλοσ (1974)
Δικόνα 6: Γενική άπουη ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Κνζκόπνπινο Π., Πεξηβαιινληηθόο Σρεδηαζκόο, Thessaloniki, University Studio Press, 2007 2. Baker N., Steemers K, Energy and Environment in Architecture, London, Spon, 2000 3. Clarke I.A., Energy Simulation in Building Design, A.P., 2001 4. Edwards B., Turrent D., Sustainable Housing, Spon, 2000 5. Kosmopoulos P. (Editor), Buildings, Energy and the Environment, Thessaloniki, University Studio Press, 2008 6. Porteous C., The New Eco-Architecture, Spon, 2002 7. Randall Th., Environmental Design, 1996 8. Vale, B.R., The new Autonomous House, Thames and Hudson, 2000