Μάθημα : ΑΕΙΦΟΡΙΑ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ 1

Περιεχόμενο μαθήματος

Το μάθημα προσεγγίζει το θέμα της αειφορίας μέσα από τον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό ως αναπόσπαστη παράμετρό του, ως στόχο και ως κριτήριο αξιολόγησης. Η επιδίωξη της βιωσιμότητας και της διατήρησης της ποιότητας διαβίωσης των ανθρώπων, στις σύγχρονες και μελλοντικές γενιές, αλληλένδετη με το περιβάλλον, γίνεται επιτακτική εξαιτίας των νέων συνθηκών που επιφέρει η εξέλιξη της κλιματικής αλλαγής και επαναπροσδιορίζεται μέσα από τις δυνατότητες που προσφέρει η ανάπτυξη της έρευνας και της τεχνολογίας οι οποίες εμπλουτίζουν τις παραδοσιακές τεχνικές και διευρύνουν το πεδίο εφαρμογής σε πολλαπλές κλίμακες του σχεδιασμού, από το κτίριο στην πόλη, σε ευρύτερες περιφέρειες και σε στρατηγικές για την παγκόσμια κοινότητα.

Τα θέματα του μαθήματος αναπτύσσονται σε δύο ενότητες οι οποίες είναι αλληλένδετες και αλληλοσυμπληρώνονται, και τα όρια τους τίθενται για πρακτικούς λόγους με βάση την κλίμακα και τον τρόπο προσέγγισης. Η μία ενότητα, αποτελεί μια περισσότερο πρακτική ποσοτική προσέγγιση που τεκμηριώνεται μέσα από τα γνωστικά πεδία της κλιματολογίας και της φυσικής των κτιρίων, εισάγει βασικές έννοιες, μεθόδους και εργαλεία εστιάζοντας στην κλίμακα του κτιρίου και βασικές στρατηγικές βιοκλιματικού σχεδιασμού. Η δεύτερη, μια περισσότερο θεωρητική διερεύνηση εμβαθύνει στην κλίμακα της πόλης, σε ζητήματα που επαναπροσδιορίζουν τον αστικό σχεδιασμό, αλλά και σε σύγχρονες μεθόδους αξιολόγησης της βιωσιμότητας του δομημένου περιβάλλοντος που επαναπροσδιορίζουν τις πολιτικές και τις στρατηγικές σχεδιασμού σε τοπική, περιφερειακή και παγκόσμια κλίμακα. Οι δύο ενότητες παρουσιάζονται στα διαδοχικά μαθήματα Αειφορία και περιβάλλον 1 και 2 (ARC4101 και ARC4201).

Στο Αειφορία και περιβάλλον 1, αναπτύσσεται η πρώτη ενότητα, η οποία

• Εισάγει βασικές έννοιες της αειφορίας, της βιώσιμης ανάπτυξης και της αστικής ανθεκτικότητας
• Ερμηνεύει βασικές έννοιες για την κατανόηση των στόχων και των μεθόδων του αειφορικού σχεδιασμού (συνθήκες άνεσης, κλιματική αλλαγή)
• Προσφέρει μεθόδους και εργαλεία ανάγνωσης και κατανόησης των δεδομένων των περιβαλλοντικών συνθηκών (κλίμα, μικροκλίμα, ηλιακή γεωμετρία)
• Εστιάζει στην κλίμακα του κτιρίου και στη φυσική των κτηρίων, τη βάση των στρατηγικών του βιοκλιματικού σχεδιασμού (ενεργειακό ισοζύγιο, παθητικά συστήματα θέρμανσης και δροσισμού, φυσικός αερισμός φυσικός φωτισμός).

Το μάθημα συνδυάζει διαλέξεις, συζητήσεις, επίδειξη υπολογιστικών εργαλείων και μια ομαδική εργασία η οποία εκπονείται σε τρία διαδοχικά στάδια και παρουσιάζεται από τους φοιτητές στο μάθημα. Η εργασία περιλαμβάνει αναζήτηση μιας μελέτης περίπτωσης κτιρίου το οποίο χρησιμοποιείται για την εκπόνηση ασκήσεων και υπολογισμών σχετικά με το κλίμα, τον ηλιασμό και την θερμική προστασία του κτιριακού κελύφους.

Εβδομαδιαία θέματα (υπόκεινται σε αλλαγές)

1. Εισαγωγή σε βασικές έννοιες του αειφορικού περιβαλλοντικού σχεδιασμού.

2. Κλίμα και αρχιτεκτονική.

3. Μικροκλίμα και σχεδιασμός υπαίθριου χώρου.

4. Παρουσιάσεις 1ης ασκησης και συζήτηση.

5. Συνθηκες άνεσης και ποιοτητα διαβίωσης.

6. Κλιματική αλλαγή

7. Ηλιακή γεωμετρία και ελεγχος σκίασης.

8. Παρουσιάσεις 2ης ασκησης και συζήτηση.

9. Κέλυφος και ενεργειακό ισοζύγιο - παθητικά ηλιακά συστήματα.

10. Κέλυφος και ενεργειακό ισοζύγιο - ηλιοπροστασία.

11. Κέλυφος και ενεργειακό ισοζύγιο - θερμομόνωση.

12. Κέλυφος και ενεργειακό ισοζύγιο - φυσικός αερισμός - φυσικός φωτισμός.

13. Παρουσιάσεις 3ης ασκησης και συζήτηση.

Εργασία

Η εργασία αφορά στη διερεύνηση και τον συσχετισμό των μορφολογικών και δομικών χαρακτηριστικών κτιρίων κατασκευασμένων πριν από την εφαρμογή οικοδομικών κανονισμών με το κλίμα και τις ιδιαιτερότητες του τόπου στον οποίο βρίσκονται. Για τους σκοπούς της εργασίας θα χρειαστεί να εντοπιστει ένα κτίριο προ του 1955, πχ μία κατοικία προβιομηχανικής εποχής ή λαϊκής αρχιτεκτονικής ή ένα κτίριο σε χαρακτηρισμένο παραδοσιακό οικισμό στην Ελλάδα, και να συλλεχθούν τα απαραίτητα στοιχεία για την εκπόνηση επιμέρους ασκήσεων (χάρτες, τοπογραφικό, κατόψεις, τομές, όψεις, φωτογραφίες, σκίτσα, τυχόν δημοσιεύσεις). Ειναι χρήσιμο να επιλεχθει ένα κτίριο εύκολα προσβάσιμο για το οποίο υπάρχουν διαθέσιμα στοιχεία.

Το πρώτο μέρος της εργασίας αφορά τη συλλογή των στοιχείων που χαρακτηρίζουν το κλίμα και επηρεάζουν τον περιβαλλοντικό σχεδιασμό.

Η δεύτερη επιμέρους άσκηση είναι ο υπολογισμός και η αξιολόγηση του ηλιασμού και της σκίασης στους υπαίθριους χώρους του υπό μελέτη κτιρίου, σε διαφορετικές ώρες και ημέρες στη διάρκεια του έτους και ο σχολιασμός της χωροθέτηση των προσβάσεων και των υπαίθριων χρήσεων και δραστηριοτήτων στον περιβάλλοντα χώρο του κτιρίου (πχ είσοδος, υπαίθριο καθιστικό, υπαίθριος χώρος εργασίας κτλ.) σε σχέση με τις συνθήκες ηλιασμού τον χειμώνα και τις συνθήκες σκίασης το καλοκαίρι.

Η τρίτη επιμέρους άσκηση είναι ο υπολογισμός του συντελεστή θερμοπερατότητας ενός δομικού στοιχείου του κελύφους του υπό μελέτη κτιρίου, πχ μιας εξωτερικής τοιχοποιίας, και η αξιολόγησή του ως προς τη θερμομονωτική του επάρκεια με βάση τον Κανονισμό Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων (ΚΕνΑΚ).

Η εργασία και οι επιμέρους ασκήσεις θα γίνουν από ομάδες (3 ατόμων).

Ο βαθμός για το μάθημα προκύπτει κατά 50% από τις παραδοτέες ομαδικές εργασίες και τις παρουσιάσεις και κατά 50% από τις γραπτές εξετάσεις.

Βιβλιογραφία

• Brown G. Z. and DeKay M. (2000). Sun, Wind and Light: Architectural Design Strategies, John Wiley and sons
• Givoni, B. (1998). Climate considerations in building and urban design. New York: Van Nostrand Reinhold.
• Hawkes, D., McDonald, J., & Steemers, K. (2002). The selective environment. London ; New York: Spon Press
• Baker, N., & Steemers, K. (1999). Energy and environment in architecture: A technical design guide. New York, NY: E. & FN. Spon.
• Szokolay, S. (2008). Introduction to architectural science: The basis of sustainable design (2nd ed.). Amsterdam; Boston; London: Elsevier / Architectural Press.
• Schittich, C. (2003). In detail: Solar architecture: strategies, visions, concepts. Munchen: Basel; Boston: Edition Detail.
• Littlefair, P.J. (2011) Site Layout Planning for Daylight and Sunlight. A Guide to Good Practice. BRE Press University
• Lynch, K. (1971). Site planning (2d ed.). Cambridge: M.I.T. Press.
• Weber, W. and S. Yannas (eds. 2013). Lessons from vernacular architecture. Earthscan from Routledge.
• Yannas, S., E. Errel and J.L. Molina (2006). Roof cooling Techniques: A design Handbook. Earthscan. ISBN: 1844073130
• Yannas, S. (1994). Solar energy and housing design. Examples (Vol. II). AA editions.
• Commission of the European Communities, Lewis, J. O., Steemers, T., & Goulding, J. R. (1992). Energy conscious design: A primer for architects. London: B.T. Batsford, for the Commission of the European Communities
• Gauzin – Muller, D. (2002). Sustainable Architecture and Urbanism: Concepts, Technologies, Examples. Birkhauser.
• Mostafavi, Mohsen, Gareth Doherty and Harvard University Graduate School of Design (eds. 2016). Ecological Urbanism. Revised edition. Zürich: Lars Muller
• Παπαδόπουλος Ά. Μ. (2006). Θερμική Άνεση στα Κτήρια. Νέα Πρότυπα και Βελτίωση Θερμικής Άνεσης στα Κτήρια. Θεσσαλονίκη.
• Παπαδόπουλος, Μ. Α., & Αξαρλή, Κ. (2015). Δομική φυσική ΙΙ: ενεργειακός σχεδιασμός-παθητικά ηλιακά συστήματα. Θεσσαλονίκη: Αφοι Κυριακίδη.
• Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. 20701‐1/2017, Υ.Π.ΕΝ. Αναλυτικές Εθνικές Προδιαγραφές Παραμέτρων για τον υπολογισμό της Ενεργειακής Απόδοσης Κτηρίων και την Έκδοση του Πιστοποιητικού Ενεργειακής απόδοσης: Τεχνική Οδηγία Τεχνικού Επιμελητηρίου Ελλάδος. https://www.kenak.gr/files/TOTEE_20701-1_2017.pdf
• Τ.Ο.Τ.Ε.Ε 20701-2/2017, Υ.Π.ΕΝ. Θερμοφυσικές ιδιότητες δομικών υλικών και έλεγχος της θερμομονωτικής επάρκειας των κτιρίων σύμφωνα με την αναθεώρηση του Κ.Εν.Α.Κ. (2017). Τεχνική Οδηγία Τεχνικού Επιμελητηρίου Ελλάδος. https://www.kenak.gr/files/TOTEE_20701-2_2017.pdf
• Ανδρεαδάκη-Χρονάκη, Ε. (2017). Βιοκλιματικός σχεδιασμός: κλιματική αλλαγή, περιβάλλον, βιωσιμότητα (2η έκδ.). Θεσσαλονίκη: University Studio Press.
• Τομπάζης, Α. (2010). Οικολογική σκέψη και Αρχιτεκτονική. Εκδ. Μέλισσα, Αθήνα. ISBN: 9789602043080

• Rapoport A και Δ. Φιλιππίδης (2010). Ανώνυμη αρχιτεκτονική και πολιτιστικοί παράγοντες. Εκδοτικός Οίκος Μέλισσα, Αθήνα. ISBN 9789602043004.

• Roaf, S., Fuentes, M., Thomas, S., & Χαραλαμπόπουλος, Γ. (2009). Ecoδομείν: βιοκλιματικός σχεδιασμός κτιρίων & εφαρμογές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Αθήνα: Ψύχαλος.

Υπολογιστικά εργαλεία ανάλυσης κλίματος, περιβαλλοντικών παραμέτρων και ενεργειακής συμπεριφοράς κτιρίων

• https://www.sunearthtools.com/dp/tools/pos_sun.php?lang=en
• http://andrewmarsh.com/software/
• https://energy-design-tools.sbse.org/
• https://comfort.cbe.berkeley.edu/
• http://centerforthebuiltenvironment.github.io/mrt/
• https://www.solemma.com/climatestudio
• https://web.tee.gr/kenak/logismiko-tee-kenak/
• https://www.urbanclimate.net/rayman/index.htm