Preview

Περιεχόμενο μαθήματος

Η προσέγγιση του μαθήματος στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό δίνει έμφαση στην περιβαλλοντική του διάσταση και την αειφορία μέσα από μία ολιστική αντιμετώπιση ζητημάτων βιωσιμότητας και μία πρακτική διερεύνηση τεχνικών εφαρμογών. Με κυριότερα ζητούμενα την απόκριση στο κλίμα και τα χαρακτηριστικά του τόπου, την εξασφάλιση συνθηκών άνεσης και την εξοικονόμηση ενέργειας, η διερεύνηση των θεμάτων επεκτείνεται από τον παθητικό σχεδιασμό, την επιλογή υλικών και τη διαμόρφωση του μικροκλίματος σε θέματα διαχείρισης ενέργειας και φυσικών πόρων, ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, βιώσιμης κινητικότητας κ.α. Τα ζητήματα αυτά ενσωματώνονται στη σύνθεση ως αναπόσπαστα στοιχεία του σχεδιασμού στο πλαίσιο της ανταπόκρισης του στις ανάγκες και απαιτήσεις διαφορετικών χρήσεων.

Το μάθημα έχει ως αντικείμενο την εισαγωγή περιβαλλοντικών κριτηρίων στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό εστιάζοντας στην κλίμακα του κτιρίου και στη σχέση του με το φυσικό ή και το κτισμένο περιβάλλον. Ζητήματα όπως η παθητική απόκριση του κτιρίου στο κλίμα του τόπου,  η προσαρμογή του στο τοπίο και η ενσωμάτωση του στις περιβαλλοντικές και κοινωνικοοικονομικές συνθήκες, αντιμετωπίζονται ως συνιστώσες του σχεδιασμού και αναζητούνται οι μέθοδοι ένταξής τους στη συνθετική διαδικασία. Περιβαλλοντικοί στόχοι όπως η εξοικονόμηση φυσικών πόρων, η βελτίωση του μικροκλίματος και η ανάδειξη του φυσικού στοιχείου στον δομημένο χώρο, η μείωση της συμβολής σε τοπικά και παγκόσμια προβλήματα εξετάζονται και επαναπροσδιορίζονται ως προτεραιότητες του σχεδιασμού ενώ τεχνικά ζητούμενα όπως ο προσανατολισμός, η προσαρμογή στο φυσικό ανάγλυφο, ο φυσικός φωτισμός και αερισμός, η επιλογή των υλικών, η ενεργειακή αποδοτικότητα, η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, η διαχείριση νερού, η διαμόρφωση του υπαίθριου χώρου, η διασφάλιση συνθηκών άνεσης για τους χρήστες, διερευνώνται ως εργαλεία μέσα από την οπτική της αρχιτεκτονικής σύνθεσης. Η εφαρμογή των παραπάνω ζητημάτων στον σχεδιασμό κτιρίου σε υφιστάμενο δομημένο περιβάλλον προσδιορίζει το πεδίο αναζήτησης στην υλοποίηση μιας συγκεκριμένης συνθετικής πρότασης. Το αντικείμενο αυτό αφορά στη συμβολή του σχεδιασμού στην αλληλεπίδραση του κτισμένου χώρου με το περιβάλλον του, το κλίμα, τη λειτουργία του και τους χρήστες του και στη διαμόρφωση των περιβαλλοντικών συνθηκών (όπως ηλιασμός, σκίαση, φωτισμός, αερισμός, θερμική άνεση κ.α.) μέσα από τη διαχείριση συνθετικών αρχών, μορφολογίας κελύφους, τεχνικών εφαρμογών, υλικών.

Η παραπάνω διερεύνηση θα πραγματοποιηθεί μέσα από την επεξεργασία συνθετικού θέματος κτιρίου κατοικίας. 

Εργασία

ΑΣΚΗΣΗ – ΜΕΛΕΤΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗΣ

Να αναζητήσετε ένα υλοποιημένο παράδειγμα κατοικίας που διέπεται από τις αρχές του βιώσιμου περιβαλλοντικού σχεδιασμού (βιοκλιματικό κτίριο, κτίριο σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας, κτίριο χαμηλού/μηδενικού ανθρακικού αποτυπώματος κτλ.) και να εντοπίσετε τα επιμέρους στοιχεία του σχεδιασμού και της κατασκευής του που συντελούν στην εξασφάλιση των συνθηκών άνεσης των χρηστών και στην εξοικονόμηση ενέργειας και φυσικών πόρων (αξιοποίηση στοιχείων κλίματος, ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, παθητικά συστήματα θέρμανσης ή/και δροσισμού, επιλογή υλικών, διαχείριση νερού κτλ.) καθώς και τυχόν διαθέσιμα ποσοτικά στοιχεία για την αποτελεσματικότητά τους. Να συλλέξετε πληροφορίες σχετικά με τα κυριότερα παθητικά ή/και ενεργητικά συστήματα που περιλαμβάνονται στο υπό μελέτη κτίριο και να ερμηνεύσετε τη λειτουργία τους.

Να παρουσιάσετε τις πληροφορίες σε αρχείο ppt ή σε πινακίδες Α3 που θα περιλαμβάνουν εικόνες, κείμενο, σκαριφήματα, τοπογραφικό, κατόψεις, τομές και διαγράμματα κατά περίπτωση. Μην παραλείψετε να σημειώσετε την τοποθεσία, τον χρόνο μελέτης ή/και υλοποίησης, τους μελετητές και τις πηγές των πληροφοριών. Οι εργασίες θα παρουσιαστούν από κάθε ομάδα στην αίθουσα και θα παραδοθούν και ηλεκτρονικά ώστε να είναι διαθέσιμες σε όλους.

ΘΕΜΑ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ 

Το θέμα σχεδιασμού είναι μια κατοικία για τον φύλακα της πανεπιστημιούπολης σε οικόπεδο έκτασης περίπου 1,5 στρεμμάτων (σχήμα ΑΒΓΔΑ) το οποίο βρίσκεται πλησίον και βορειοανατολικά του κτιρίου Σ5. Η κατοικία προορίζεται για μια τετραμελή οικογένεια, ένα ζευγάρι με δύο παιδιά, θα είναι αυτόνομη και θα περιλαμβάνει υπνοδωμάτια, λουτρό/-ά, κουζίνα, βοηθητικούς χώρους και γραφείο. Επιπλέον στον περιβάλλοντα χώρο θα προβλεφθεί και ένα μικρό κτίριο δημόσιας χρήσης το οποίο θα πρέπει να οριοθετηθεί κατάλληλα με ξεχωριστή είσοδο.

Για την ανάλυση της περιοχής μελέτης θα πρέπει να ληφθούν υπόψη τα κλιματικά δεδομένα και τα ιδιαίτερα εποχιακά χαρακτηριστικά της περιοχής, το ανάγλυφο του εδάφους, η υφιστάμενη βλάστηση, η ηλιακή πρόσβαση και η σκίαση από τα γειτονικά κτίσματα.  Για τον σχεδιασμό του κτιρίου θα δοθεί έμφαση στη βιοκλιματική λειτουργία του με κατάλληλες επιλογές ως προς τη χωροθέτηση, την ογκοπλασία, τον προσανατολισμό των ανοιγμάτων και τη διάταξη των χρήσεων ώστε να γίνεται αξιοποίηση της ηλιακής ακτινοβολίας, να διασφαλίζεται επαρκής ηλιοπροστασία, να διευκολύνεται ο φυσικός αερισμός και ο φυσικός φωτισμός με στόχο την καλύτερη δυνατή ενεργειακή συμπεριφορά του και τις συνθήκες άνεσης των ενοίκων. Επίσης θα πρέπει να διαμορφωθεί ο υπαίθριος χώρος ώστε να διαμορφώνεται ευνοϊκό μικροκλίμα στο περιβάλλον του κτιρίου με κατάλληλες φυτεύσεις και υλικά επιστρώσεων, υδάτινα στοιχεία, στέγαστρα, κτλ..

Όροι δόμησης:

Επιτρεπόμενη κάλυψη 200 m2,

Επιτρεπόμενη δόμηση 200 m2 σε έναν ή δύο ορόφους.

Μέγιστο ύψος 7,5m.

Ελάχιστες αποστάσεις από τα όρια οικοπέδου δ=2,5+0,05Η.

ΖΗΤΟΥΜΕΝΑ

Πλήρη σχέδια της πρότασης, Τοπογραφικό 1:200 ή 1:500, Κατόψεις όψεις τομές 1:100, μακέτα εργασίας 1:200 ή 1:100.

Διαγραμματική τομή με ενδείξεις της βιοκλιματικής λειτουργίας (ηλιασμός, σκιασμός, αερισμός) και της στρατηγικής περιβαλλοντικού σχεδιασμού καθώς και λεπτομέρειες, σκαριφήματα, διαγράμματα, εικόνες και κείμενα για την περιγραφή ειδικών ζητημάτων όπως

• παθητικά ηλιακά συστήματα (ανοίγματα με νότιο προσανατολισμό, ηλιακοί, χώροι, θερμοκήπια, τοίχοι Trombe κτλ.),
• συστήματα ηλιοπροστασίας (διαγράμματα ημερήσιων και εποχιακών διαφοροποιήσεων, μάσκα σκιασμού ανοιγμάτων),
• τεχνικές ενίσχυσης φυσικού αερισμού (διαμπερή ανοίγματα, φεγγίτες, ηλιακή καμινάδα κτλ.),
• επάρκεια φυσικού φωτισμού (αναλογία ύψους ανοιγμάτων προς βάθος εσωτερικού χώρου, αναλογία εμβαδού ανοιγμάτων προς εμβαδό δαπέδου, προσομοίωση παράγοντα φυσικού φωτισμού),
• προτάσεις για τη θερμική προστασία του κελύφους, τα υλικά και τη θέση της θερμομόνωσης, τον τύπο των κουφωμάτων και τα υλικά κατασκευής, με προσδιορισμό του πάχους των δομικών στοιχείων της τοιχοποιίας και των χαρακτηριστικών των κουφωμάτων ώστε να πληρούνται ελάχιστες απαιτήσεις (ενδείξεις σε τομή ή/και αξονομετρικό, εικόνες, υπολογισμοί)
• ενεργητικά συστήματα, όπως αξιοποίηση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, θέρμανση ή ζεστό νερό χρήσης (πχ. ηλιακοί συλλέκτες, αιολικά, γεωθερμία), συστήματα διαχείρισης νερού (περιγραφή, διαγραμματική απεικόνιση, σκαριφήματα),
• προτάσεις βελτίωσης του μικροκλίματος (φυτεύσεις, υδάτινα στοιχεία, υλικά εδαφοκάλυψης, συστήματα σκίασης, φύτευση κατακόρυφων επιφανειών, φύτευση δωμάτων / στέγης κτλ.).

Διαγράμματα σκίασης του υπαίθριου χώρου σε χαρακτηριστικές ημέρες και ώρες (πρωί μεσημέρι και απόγευμα κατά το χειμερινό και το θερινό ηλιοστάσιο) για την εκτίμηση της επάρκειας ηλιασμού τον χειμώνα και σκίασης το καλοκαίρι.

Παράρτημα υπολογισμών για τον έλεγχο κάλυψης των ελάχιστων προδιαγραφών του Κ.Εν.Α.Κ. στο κέλυφος του κτιρίου με

• υπολογισμό των συντελεστών θερμοπερατότητας δομικών στοιχείων και
• υπολογισμό του μέσου συντελεστή θερμοπερατότητας κελύφους.

ΟΜΑΔΕΣ

Η επεξεργασία του θέματος και η επιμέρους άσκηση θα γίνει από ομάδες (4 ατόμων).

ΒΑΘΜΟΛΟΓΙΑ

Ο βαθμός για το μάθημα προκύπτει από την επεξεργασία επιμέρους εργαστηριακών ασκήσεων (30%) από την εξέλιξη και τις ενδιάμεσες παρουσιάσεις των εργασιών (30%) και από την ολοκλήρωση της μελέτης  και την παράδοση του θέματος σχεδιασμού (40%).

Αεροφωτογραφία της περιοχής μελέτης με ένδειξη του χώρου επέμβασης.

Τοπογραφικό διάγραμμα της περιοχής μελέτης με οριοθέτηση του χώρου επέμβασης.

Βιβλιογραφία

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

Υπολογιστικά εργαλεία ανάλυσης κλίματος και περιβαλλοντικών παραμέτρων

• https://www.sunearthtools.com/dp/tools/pos_sun.php?lang=en
• https://energy-design-tools.sbse.org/
• https://comfort.cbe.berkeley.edu/
• http://centerforthebuiltenvironment.github.io/mrt/
• http://andrewmarsh.com/software/
• https://meteonorm.com/

Λογισμικό ενεργειακής προσομοίωσης κτιρίων και μικροκλίματος υπαίθριων χώρων

• https://www.solemma.com/climatestudio
• https://energyplus.net/
• https://designbuilder.co.uk/
• https://web.tee.gr/kenak/logismiko-tee-kenak/
• https://www.urbanclimate.net/rayman/index.htm
• https://www.urbanclimate.net/skyhelios/
• https://www.envi-met.com/