Θεσσαλονίκη: Μια νέα ζωή στο γερασμένο κτιριακό απόθεμα

Λέξεις: Άννα Βατάλη

Η υπερθέρμανση του πλανήτη λόγω των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα θέματα που προβληματίζουν την παγκόσμια κοινότητα. Ο υπάρχων τρόπος ζωής σχετίζεται άμεσα με την αυξανόμενη κατανάλωση ενέργειας, ενώ λόγω της κλιματικής αλλαγής ο επιστημονικός κλάδος κινείται προς την έρευνα νέων τεχνολογιών με χαμηλές εκπομπές άνθρακα. Ο κτιριακός τομέας ευθύνεται για το 40% περίπου των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, αποτελώντας τον πιο ενεργοβόρο τομέα στην Ε.Ε., ενώ τα ίδια ποσοστά εντοπίζονται και στην Ελλάδα (Taherahmadi, Noorollahi, & Panahi, 2021).    

Η ανάγκη για περισσότερα κτίρια με υψηλή ενεργειακή απόδοση είναι πλέον μεγάλη και οι ανεπτυγμένες χώρες έχουν ήδη στραφεί προς αυτή την κατεύθυνση (D’Agostino & Mazzarella, 2019). Το κτιριακό απόθεμα της Ελλάδας, αλλά και της Ευρώπης γενικότερα, αποτελείται κυρίως από ενεργοβόρα κτίρια μεγάλης ηλικίας, οπότε μείζονος σημασίας είναι η ανάπτυξη τεχνολογιών για την ενεργειακή αναβάθμιση υφιστάμενων κτιρίων. 

Όπως όλα τα αστικά κέντρα της Ελλάδας, έτσι και η Θεσσαλονίκη χαρακτηρίζεται από τον πυκνοδομημένο αστικό ιστό, την έλλειψη ελεύθερων χώρων και χώρων πρασίνου, τη μεγάλη κυκλοφοριακή φόρτιση και την αυθαίρετη στάθμευση. Η μεγάλη ανοικοδόμηση στο κέντρο της πόλης, περίπου το 66%, πραγματοποιήθηκε πριν το 1980 και ιδιαίτερα τη δεκαετία 1970 – 1980 βλέπουμε τις περισσότερες κατασκευές. Μετά το 2010 η ανοικοδόμηση μειώθηκε δραματικά συμπίπτοντας με την περίοδο της οικονομικής κρίσης της Ελλάδας (Απογραφή Κτιρίων 2011).

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τα περισσότερα κτίρια να είναι αρκετά ενεργοβόρα χωρίς την υποτυπώδη θερμομόνωση, δεδομένου ότι η πρώτη αναφορά σε θέματα ενεργειακής απόδοσης έγινε το 1979, με τον πρώτο εθνικό Κανονισμό Θερμομόνωσης των Κτιρίων. Μια άλλη χρονολογία σταθμός για την ενεργειακή απόδοση των κτιρίων είναι το 2010 που τέθηκε σε πλήρη εφαρμογή ο Κανονισμός Ενεργειακής Απόδοσης των Κτιρίων (ΚΕΝΑΚ), και υπήρξε ο πρώτος συνολικός κανονισμός για την μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης. Συνεπώς, τα κτίρια από το 1980 μέχρι το 2010, έχοντας ανεπαρκή θερμομόνωση  χαρακτηρίζονται επίσης ως χαμηλής ενεργειακής απόδοσης.

Το κτιριακό απόθεμα αποτελείται κυρίως από δύο κατηγορίες κτιρίων, τα κτίρια κατοικιών και τα κτίρια τριτογενούς τομέα (κτίρια γραφείων, χώροι εκπαίδευσης, νοσοκομεία, ξενοδοχειακές μονάδες, κλπ.). Περίπου το 60% αυτών είναι αποκλειστικής χρήσης με την πλειοψηφία τους να είναι κτίρια κατοικιών. Το ίδιο παρατηρείται και στα κτίρια μικτής χρήσης, στα οποία η κύρια χρήση τους αποδίδεται στην κατοικία. Ένα σύνηθες φαινόμενο στις πόλεις της Ελλάδας είναι η ύπαρξη καταστημάτων στο ισόγειο των κτιρίων και κατοικιών στους ορόφους, κάνοντας την αναβάθμισή τους αρκετά δύσκολη λόγω του κατακερματισμού της ιδιοκτησίας. 

Σημαντική παράμετρος στην αναβάθμιση ενός υφιστάμενου κτιρίου αποτελεί η χρήση αυτού. Ο κτιριακός τομέας είναι αρκετά σύνθετος και πολύπλοκος καθώς αποτελείται από διαφόρων τύπων κτίρια, τα οποία έχουν εξατομικευμένες ανάγκες και απαιτήσεις λόγω των διαφορετικών χρηστών. Οι απαιτήσεις κατανάλωσης ενέργειας διαφέρουν ανάλογα με τη χρήση του κτιρίου και ως επακόλουθο ο σχεδιασμός και η μελέτη αυτού εξαρτώνται από τη χρήση και τη λειτουργία του. Οι ανάγκες των κτιρίων κατοικιών διαφέρουν σημαντικά από τα κτίρια του τριτογενούς τομέα, τα οποία έχουν μεγαλύτερες ανάγκες για φωτισμό και χρήση ηλεκτρικών συσκευών  (Cole, 1996). 

Η ενεργειακή αναβάθμιση του κτιριακού αποθέματος αποτελεί θέμα μείζονος σημασίας ιδιαίτερα για την Ελλάδα που διαθέτει μεγάλο κτιριακό απόθεμα ενεργοβόρων κατασκευών. Λόγω του αυξημένου κόστους και της απόσβεσης της επένδυσης σε βάθος δεκαετιών, τα κρατικά προγράμματα ενίσχυσης αποτελούν τον σημαντικότερο παράγοντα στην ενεργειακή αναβάθμιση.  Το πρόγραμμα «Εξοικονόμηση Κατ’ Οίκον» / «Εξοικονομώ – Αυτονομώ» έχει αρκετά μεγάλη ανταπόκριση από τους Έλληνες πολίτες τα τελευταία χρόνια εφαρμογής του, με ικανοποιητικά αποτελέσματα. Βέβαια τα κτίρια σε αυτή την περίπτωση δεν αντιμετωπίζονται ως σύνολο αλλά κάθε ιδιοκτησία μεμονωμένη, και αυτό αποτελεί το σημαντικότερο εμπόδιο στην αναβάθμιση των υφιστάμενων κτιρίων.

Τα κτίρια μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης τα τελευταία χρόνια απασχολούν τόσο την επιστημονική κοινότητα όσο και τις αρχές, δημιουργώντας νομοθεσίες και κανονισμούς για την εφαρμογή τους. Ήδη σύμφωνα με τους κανονισμούς της Ε.Ε. από το τέλος του 2020 όλα τα νέα κτίρια που κατασκευάζονται είναι σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης. Παρά το ενδιαφέρον που συναντάται για την εφαρμογή των κτιρίων σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης, ο ορισμός τους παραμένει ασαφής και αρκετά γενικός.

Αυτός ο προβληματισμός υπήρξε το έναυσμα για την μελέτη αναβάθμισής ενός υφιστάμενου κτιρίου γραφείων στο κέντρο της Θεσσαλονίκης. Πιο συγκεκριμένα, μελετήθηκε το κτίριο πολεοδομίας Θεσσαλονίκης, που αποτελεί ένα αντιπροσωπευτικό κτίριο γραφείων χαμηλής ενεργειακής απόδοσης στον πυκνοδομημένο ιστό του αστικού κέντρου. Η διάρθρωση των όψεων του συνηθίζεται αρκετά στα κτίρια γραφείων της πόλης, με χαρακτηριστικά στοιχεία τα μεγάλα ανοίγματα και την έλλειψη ηλιοπροστασίας. 

Στόχος της έρευνας ήταν η αξιολόγηση των παθητικών συστημάτων που εφαρμόζονται στο πλαίσιο της αναβάθμισης υφιστάμενου κτιρίου σε κτίριο σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης (nZEB). Για την βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης του κτιρίου και τη μετατροπή του σε κτίριο σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης (nZEB) μελετήθηκαν διάφορα παθητικά συστήματα και αξιολογήθηκε η αποδοτικότητα τους στις κλιματικές συνθήκες της Θεσσαλονίκης. Επιχειρήθηκε μια συνολική προσέγγιση του θέματος, λαμβάνοντας υπόψιν το αρχιτεκτονικό αποτέλεσμα και την ενεργειακή απόδοση σε συνδυασμό με την χρήση του κτιρίου.

Η υφιστάμενη κατάσταση του εν λόγω κτιρίου είχε αρκετά μεγάλες απαιτήσεις για ψύξη, που οφείλονται στα αυξημένα εσωτερικά κέρδη από τους χρήστες και τις συσκευές, λόγω της χρήσης γραφείου, όπως επίσης και στην έλλειψη ηλιοπροστασίας. Συνεπώς βασικός στόχος των επεμβάσεων υπήρξε η μείωση των απαιτήσεων ψύξης κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. 

Από τα παθητικά συστήματα που αξιολογήθηκαν, η θερμομόνωση και η αντικατάσταση κουφωμάτων επέφεραν σημαντική μείωση στις απαιτήσεις θέρμανσης, όπως ήταν αναμενόμενο. Η τοποθέτηση ηλιοπροστασίας και συγκεκριμένα κινητού συστήματος – τύπου φυτεμένης όψης παρουσίασε την καλύτερη απόδοση όσον αφορά τις απαιτήσεις ψύξης, μειώνοντάς τες σημαντικά. Η ενσωμάτωση φύτευσης στο κέλυφος των κτιρίων αποτελεί μια στρατηγική για τη βελτίωση του αστικού χώρου συμβάλλοντας στην αντιμετώπιση της αστικής θερμικής νησίδας αλλά και στη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης των κτιρίων (Blanco, Convertino, Schettini, & Vox, 2021). Με την εφαρμογή φυτεμένων όψεων στο κέλυφος του κτιρίου παρατηρήθηκε βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης κυρίως λόγω του σκιασμού και μείωση των ηλιακών θερμικών κερδών και της κατανάλωσης ενέργειας κατά την περίοδο ψύξης. Επιπλέον, δύο συστήματα που μελετήθηκαν ήταν ο τοίχος Trombe και το διπλό κέλυφος, που υπό τις υπάρχουσες συνθήκες βελτίωσαν την συνολική απόδοση του κτιρίου, όμως σε μικρότερο βαθμό από την ηλιοπροστασία.

Μεγάλη ήταν η συμβολή των ηλεκτρομηχανολογικών εγκαταστάσεων και του φωτισμού που μείωσαν αρκετά τις απαιτήσεις ψύξης. Σημαντική ήταν η τοποθέτηση ενός ενιαίου συστήματος ψύξης που μεταξύ άλλων, βελτίωσε τις όψεις του κτιρίου, αφού αφαιρέθηκαν οι εξωτερικές μονάδες των κλιματιστικών. 

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων το βέλτιστο σενάριο, που μείωσε τις απαιτήσεις πάνω από 50%, προέκυψε από τον συνδυασμό παθητικών και ενεργητικών συστημάτων. Πιο συγκεκριμένα, οι επεμβάσεις που συνδυάστηκαν ήταν η τοποθέτηση θερμομόνωσης, η αντικατάσταση κουφωμάτων, ο φυσικός αερισμός, η τοποθέτηση κινητού συστήματος ηλιοπροστασίας – τύπου φυτεμένης όψης, ο τεχνητός αερισμός και η αναβάθμιση των Η/Μ εγκαταστάσεων. Η τοποθέτηση κινητού συστήματος ηλιοπροστασίας υπήρξε αρκετά ωφέλιμη, τόσο ως προς τη μείωση των απαιτήσεων ψύξης, όσο και ως προς τη δημιουργία μιας ενδιαφέρουσας αρχιτεκτονικά όψης. 

Ο συνδυασμός των παθητικών και ενεργητικών συστημάτων αποτελεί προϋπόθεση για την μείωση της κατανάλωσης ενέργειας ενός κτιρίου, ενώ απαραίτητη είναι η τοποθέτηση συστημάτων ΑΠΕ για την κάλυψη των αναγκών. Η ενεργειακή αναβάθμιση ενός υφιστάμενου κτιρίου είναι μια απαιτητική διαδικασία και η επιλογή των κατάλληλων παθητικών συστημάτων είναι αρκετά κρίσιμη για την μείωση των ενεργειακών απαιτήσεων. Η απόδοση των παθητικών συστημάτων εξαρτάται από πολλές παραμέτρους, και η σωστή εφαρμογή τους μπορεί να μειώσει σημαντικά τις ενεργειακές ανάγκες ενός κτιρίου. Μεγάλο ποσοστό των κτιρίων της Θεσσαλονίκης έχουν ανάγκη από παρεμβάσεις τόσο για την βελτίωση της ενεργειακής τους απόδοσης όσο και για την συντήρηση και αποκατάσταση των κελυφών τους. 

Αναφορές

Blanco, I., Convertino, F., Schettini, E., & Vox, G. (2021, 8). Energy analysis of a green façade in summer: an experimental test in Mediterranean climate conditions. 245.

Cole, R. J. (1996). Life-cycle energy use in office buildings. Building and Environment, 31(4), σσ. 307–317. doi:10.1016/0360-1323(96)00017-0

D’Agostino, D., & Mazzarella, L. (2019, 1). What is a Nearly zero energy building? Overview, implementation and comparison of definitions. 21, σσ. 200-212.

Taherahmadi, J., Noorollahi, Y., & Panahi, M. (2021). Toward comprehensive zero energy building definitions: a literature review and recommendations. 40(2), σσ. 120-148.

Ελληνική Δημοκρατία Ελληνική Στατιστική αρχή. (2015). Απογραφή Κτιρίων 2011.

*Η μελέτη πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο της μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας ‘Αναβάθμιση υφιστάμενων κτιρίων γραφείων σε κτίρια σχεδόν μηδενικής ενεργειακής κατανάλωσης (nZEB), η περίπτω- ση του κτιρίου πολεοδομίας Θεσσαλονίκης’ για το πρόγραμμα ‘ΠΜΣ Περιβαλλοντικός Αρχιτεκτονικός και Αστικός Σχεδιασμός’ του Τμήματος Αρχιτεκτόνων Μηχανικών της Πολυτεχνικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, με τη συμβολή των επιβλεπουσών καθηγητριών Τσακαλίδου Βενετίας και Χατζηδημητρίου Αγγελικής.