"Etrium" (Κολωνία) - Πράσινες Στέγες και Οικολογική Ενέργεια

Ο όρος «έτριουμ» (etrium), προκύπτει από τον συνδυασμό των όρων της ενεργειακής απόδοσης (energy efficiency) και του αίθριου (atrium) και αφορά σε δύο σημαντικά χαρακτηριστικά ενός κτιρίου.

Στην περίπτωση του έργου που θα αναλυθεί παρακάτω, μισθωτής είναι η πολυεθνική εταιρεία Econcern με έδρα τις «Κάτω Χώρες» και στόχο την αειφόρο ανάπτυξη, μέσω χρήσεως εναλλακτικών πηγών ενέργειας, από το 1984. Οι θυγατρικές εταιρείες της Econcern αναπτύσσουν μοναδικά έργα και καινοτόμα προϊόντα και υπηρεσίες ανά την υφήλιο, τα οποία σχετίζονται με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Η γερμανική εταιρεία που αποτελεί την έδρα της πολυεθνικής, έχει ήδη δώσει το καλό παράδειγμα με τη δημιουργία ενός κτιρίου γραφείων στην Κολωνία, το οποίο αντανακλά το όραμα της εταιρείας τόσο από πλευράς αρχιτεκτονικής όσο και από ενέργειας. Ο στόχος ήταν να κατασκευαστεί ένα καινοτόμο γραφείο στα πρότυπα του «παθητικού σπιτιού» το οποίο να είναι ταυτόχρονα και αρχιτεκτονικό δημιούργημα που μαγνητίζει τα βλέμματα. Το τριώροφο κτίριο έχει εμβαδόν 3.751 τ.μ. και μπορεί να φιλοξενήσει μέχρι 150 άτομα.

Γενικοί όροι και προσέγγιση σχεδιασμού

Κατά το σχεδιασμό δόθηκε βάση στις βιώσιμες αλλά και στις οικονομικοτεχνικές πτυχές του κτιρίου. Από την αρχή, η σύσταση της ομάδας σχεδιασμού ήταν ο ιδιοκτήτης, ο αρχιτέκτονας και εμπειρογνώμονες της Econcern. Χάρη στη συνεχή ανατροφοδότηση αξιολογήσεων, η έννοια του ενεργειακού κτιρίου λήφθηκε υπόψη από την αρχή στον προγραμματισμό του σχεδιασμού. Αυτή η καινοτόμος προσέγγιση υπήρχε από τη φάση σύλληψης του έργου και συνεπώς διευκόλυνε τους αρχιτέκτονες στο να εξετάσουν και να εφαρμόσουν τις μετέπειτα απαιτήσεις. Μια επιπλέον πρόκληση για όλους όσους συμμετείχαν στο έργο ήταν και ο εξαιρετικά περιορισμένος διαθέσιμος χρόνος για την υλοποίησή του. Συγκεκριμένα, η οικοδομική άδεια χορηγήθηκε το Δεκέμβριο του 2007 και οι εργαζόμενοι ήταν μέσα στο κτίριο τον Οκτώβριο του 2008.

 

Το ενεργειακό «κόνσεπτ» βασισμένο σε καινοτόμες κτιριακές παραμέτρους

Ως το πρώτο μεγάλο «παθητικό» ενεργειακά κτίριο γραφείων στη Βόρεια Ρηνανία-Βεστφαλία, το έτριουμ απαιτεί περίπου 80% λιγότερο ποσοστό ενέργειας για τη θέρμανση και 70% λιγότερη ενέργεια για την κάλυψη πρωτογενών ενεργειακών αναγκών, σε σχέση με ένα συμβατικό κτίριο γραφείων ανάλογου μεγέθους. Η χαμηλότερη κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας έχει σημαντικό αντίκτυπο στα ενεργειακά κόστη του έτριουμ, τα οποία ανέρχονται περίπου σε 20.000€ ετησίως ή αλλιώς σε €0,50/τ.μ. ανά μήνα. Την ίδια στιγμή, για ένα πρότυπο γραφείο ίδιου μεγέθους το αντίστοιχο κόστος είναι €1,60/τ.μ. περίπου ανά μήνα, το οποίο σημαίνει ότι η εταιρεία εξοικονομεί περίπου €1,10/τ.μ. ενεργειακό κόστος μηνιαίως. Φυσικά, με την αύξηση των τιμών της ενέργειας, αυτή η διαφορά γίνεται ακόμα μεγαλύτερη.

Κέλυφος κτιρίου και μόνωση

Το έτριουμ έχει ένα «συμπαγές» σχέδιο οικοδόμησης. Η ρύθμιση της θερμότητας λαμβάνει μέρος μέσω του «αίθριου», ενώ η επιπλέον υψηλής ποιότητας μόνωση του εξωτερικού τοίχου (28 εκ. πάχος) μειώνει σημαντικά τις απώλειες μετάδοσης.

Εξαερισμός

Ο αέρας ρέει μέσα στο αίθριο από τα γραφεία και το ίδιο το αίθριο λειτουργεί ως η «κεντρική εξάτμιση» του κτιρίου. Αυτό συμβαίνει γιατί ο «χρησιμοποιημένος» αέρας που συλλέγεται στο αίθριο, αποστέλλεται στον εναλλακτή θερμότητας, όπου ουσιαστικά, η ενέργεια που περιέχεται στα αέρια αυτά (που έχουν «χρησιμοποιηθεί»), ανακτάται για επαναχρησιμοποίηση, υπό τη μορφή θερμότητας.

Η θερμομόνωση το καλοκαίρι

Στα βελτιστοποιημένα τριπλά τζάμια των παραθύρων προστίθεται και σκίαση για την αποτροπή της ανεπιθύμητης ηλιακής ακτινοβολίας το καλοκαίρι και την εγγύηση συνθηκών εργασίας χωρίς αντανακλάσεις. Η στέγη του αίθριου είναι επίσης με τριπλά τζάμια και έχει τζι-αξία (g-value) 0,24.

Ενεργός χρήση της ηλιακής ενέργειας

Ένα φωτοβολταϊκό σύστημα 32 kW, είναι εγκατεστημένο στην οροφή του κτιρίου και παράγει περίπου 30.000 kWh ηλεκτρικής ενέργειας το έτος, η οποία τροφοδοτείται απευθείας στο δημόσιο δίκτυο. Το φωτοβολταϊκό σύστημα σχεδιάστηκε και εγκαταστάθηκε από τη θυγατρική εταιρεία “Ecostream”. Τα εξαρτήματα των πάνελ είναι ενσωματωμένα στην πράσινη κατασκευή της οροφής και χρησιμοποιούν το βάρος του υποστρώματος βλάστησης ως «έρμα» για τη σταθερή προσήλωσή τους στο κτίριο. Με αυτόν τον τρόπο κιόλας, συντηρείται το αποθηκευμένο βρόχινο νερό στην πράσινη στέγη.

Οι ηλιακές μονάδες είναι τοποθετημένες περίπου 40 εκ. πάνω από την επιφάνεια της πράσινης στέγης και αυτό επιτρέπει στον αέρα να κυκλοφορεί ελεύθερα γύρω από τις μονάδες. Η κατασκευή της πράσινης στέγης επίσης, προωθεί την απαγωγή της θερμότητας. Οι δύο τελευταίοι παράγοντες συμβάλλουν και στην αύξηση της αποδοτικότητας των ηλιακών συλλεκτών στις πιο υψηλές θερμοκρασίες.

Οι μετατροπείς της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας σε εναλλασσόμενο ρεύμα βρίσκονται δίπλα στο σημείο σύνδεσης με το δίκτυο, στο υπόγειο. Η χαμηλή θερμοκρασία που επικρατεί σε αυτό το σημείο όλο το χρόνο, συμβάλλει εξίσου στην πολύ υψηλή απόδοση του φωτοβολταϊκού συστήματος, ακόμη και στις υψηλές εξωτερικές θερμοκρασίες.

Υπάρχουν δύο επιπλέον ηλιακοί συλλέκτες που βρίσκονται στη στέγη (“Solior FL 150”, από την Econcern), που εξασφαλίζουν ζεστό νερό για τα ντους του προσωπικού. Το νερό θερμαίνεται απευθείας μέσα στο σύστημα.

Κλιματικός έλεγχος μέσω του αίθριου

Ως κεντρικό στοιχείο, το γυάλινο αίθριο βρίσκεται στην καρδιά του ενεργειακά παθητικού κτιρίου. Εξυπηρετεί σημαντική λειτουργία ως μέσο εξάτμισης χωρίς να χρειάζονται περίπλοκες δρομολογήσεις αγωγών. Επιτυγχάνεται, ένα επίπεδο ανάκτησης θερμότητας ποσοστού έως 95%. Μια αντλία θέρμανσης με βάση στα υπόγεια ύδατα (48 kW) χρησιμοποιείται για την ενεργειακή απόδοση θέρμανσης του κτιρίου με 12 ξεχωριστές ελεγχόμενες κλιματικές ζώνες.

Κατά το καλοκαίρι, τα υπόγεια ύδατα χρησιμοποιούνται για την ψύξη του φρέσκου αέρα. Δεν υπάρχουν άλλα ενεργά στοιχεία ψύξης –εκτός από εκείνα που απαιτούνται για τις εγκαταστάσεις των δωματίων «IT». Για τη μείωση της συσσώρευσης θερμότητας μέσα από τα παράθυρα, έχουν εγκατασταθεί στην πρόσοψη του κτιρίου σκίαστρα. Επίσης, κατά τη διάρκεια της νύχτας, οι στερεές μάζες (οροφές σκυροδέματος κτλ) που λειτουργούν ως αποθήκες θερμότητας οι οποίες «φορτίζονται» κατά τη διάρκεια της ημέρας, ψύχονται από τον αέρα που ανανεώνεται έως 4 φορές.

Χρήση του φυσικού φωτός της ημέρας

Το εσωτερικό τμήμα του κτιρίου αποτελείται κυρίως από γυαλί, εξασφαλίζοντας την ανεμπόδιστη διέλευση του φυσικού φωτός. Σχεδόν καθόλου τεχνητό φως απαιτείται. Οι γυάλινες περιοχές έχουν βελτιστοποιηθεί και ανιχνευτές παρουσίας στα γραφεία καθώς και ειδικοί αισθητήρες φωτός ημέρας, προσαρμόζουν το φως κατάλληλα για συνθήκες εργασίας, ανάλογα με τις απαιτήσεις και την πληρότητα (εγκατεστημένη ισχύς φωτισμού 8-10 W/m²).

Επιπλέον οικολογικά μέτρα

Η χρήση του βρόχινου νερού (50 m³) για τις τουαλέτες συμβάλλει στην οικονομική αποδοτικότητα του κτιρίου. Επιπλέον, το κτίριο, όπως έχει προαναφερθεί, διαθέτει πράσινη στέγη. Συσκευές ενεργειακής απόδοσης στις κουζίνες, ενεργειακά αποτελεσματικοί πολυλειτουργικοί εκτυπωτές και διαδεδομένη χρήση χαμηλών ενεργειακά φορητών υπολογιστών, αποτελούν πρόσθετα μέτρα που συμβάλλουν στην εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας και μειώνουν τα εσωτερικά φορτία κατά το περισσότερο δυνατό.

Καταγραφή και απεικόνιση των δεδομένων κατανάλωσης

Προκειμένου να αυξηθεί η ευαισθητοποίηση σχετικά με τη συμπεριφορά της κατανάλωσης του κτιρίου και των χρηστών της, πραγματοποιείται η καταχώριση των δεδομένων κατανάλωσης ανά ζώνη, για όλες τις σχετικές παραμέτρους. Επιπλέον, καταγράφονται τα επίπεδα θερμοκρασίας, οι ώρες που ανοίγουν τα παράθυρα και η κατανάλωση νερού.

Καινοτόμος ιδέα χρήστη

Στο έτριουμ, η εστίαση είναι στον χρήστη. Ο έλεγχος όλων των σχετικών εφαρμογών, όπως φωτισμός, σκίαστρα κλπ. πραγματοποιείται μέσω ενός συστήματος διαχείρισης υπηρεσιών κτιρίου. Παρ 'όλα αυτά, όλοι οι χρήστες είναι σε θέση να παρακάμψουν τον αυτόματο έλεγχο στα γραφεία τους. Έτσι για παράδειγμα, το σκίαστρο στο παράθυρό των γραφείων μπορεί να μετακινηθεί πάνω ή κάτω, ή το φως μπορεί να σβήσει εάν είναι απαραίτητο. Η απαιτούμενη κατάσταση του συστήματος μηδενίζεται αυτόματα μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, ανάλογα με την παρουσία στο γραφείο. Τα παράθυρα - συμπεριλαμβανομένων και του αίθριου - μπορεί να ανοίξουν, όταν αυτό απαιτείται.

Κόστος και επιδοτήσεις

Το κρατίδιο της Βόρειας Ρηνανίας-Βεστφαλίας επιχορηγεί τις ιδιαίτερα καινοτόμες ιδέες. Μετά την ανάλογη εξέταση από το αρμόδιο γραφείο, το συγκεκριμένο έργο έλαβε περίπου 100.000 ευρώ οικονομική στήριξη. Με την πρώτη ματιά αυτό φαίνεται να είναι μόνο ένα μικρό ποσό, λαμβάνοντας υπόψη το συνολικό κόστος του έργου (6,5 εκατ. Ευρώ). Τα πρόσθετα κόστη όμως μειώθηκαν από 10% σε περίπου 8,5%. Με αυξημένο ενοίκιο 1 ευρώ/m² (ενώ ταυτόχρονα εξοικονομούνται ενεργειακά κόστη από 1,10 ευρώ/m²) τόσο οι ενοικιαστές όσο και οι ιδιοκτήτες κτιρίων επωφελούνται. Τα πρόσθετα κόστη των επενδυτών θα πληρωθούν σε λιγότερο από 10 χρόνια (συμπεριλαμβανομένης της πληρωμής των επιδοτήσεων και υποθέτοντας μια αύξηση του ενεργειακού κόστους της τάξεως του 5%).

Πιστοποιητικό βιωσιμότητας και προοπτικές

Η επιτυχία του έργου επισφραγίστηκε με την παραλαβή του "χρυσού" βραβείου από το "Γερμανικό Συμβούλιο Βιώσιμων Κτιρίων "(DGNB e. V.).

Ενημερωτικό δελτίο «έτριουμ»

 Ιδιοκτήτης                                                     Friedrich Wαssermann GmbH, Κολωνία

 Αρχιτέκτονας                                                  Benthem Crouwel Αρχιτέκτονες, Άαχεν

 Μισθωτής:                                                      Econcern GmbH, CoIogne

 Ενεργειακό κόνσεπτ:                                        Ecofys Γερμανία GmbH, CoIogne

 Χρόνος κατασκευής:                                        9 μήνες

 Αποκαλυπτήρια:                                             8 Δεκεμβρίου 2008

 Το κόστος κατασκευής:                                   6,5 εκατομμύρια ευρώ

 Επιφάνεια κτιρίου προς χρήση:                          3,751 m

 Κατανάλωση ενέργειας:                                    Κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας 116 kWh Ενεργειακές ανάγκες θέρμανσης   11kWh ανά τετραγωνικό μέτρο

Αντλία θέρμανσης (με βάση στα υπόγεια ύδατα)  48 kW ικανότητα

Φωτοβολταϊκά Συστήματα                                32 kWp ικανότητα Παραγωγή 30.000 kWh / a

Συμπεράσματα

Η βιωσιμότητα είναι ένας ζωτικής σημασίας παράγοντας για τα κτίρια του μέλλοντος. Η ενεργειακή απόδοση, η οικονομική σκοπιμότητα και το να λαμβάνεις τις απαιτήσεις των χρηστών υπόψη, είναι οι ακρογωνιαίοι λίθοι για έξυπνα και ανθεκτικά στην πάροδο των χρόνων κτίρια, και όχι μόνο για τις περιπτώσεις κτιρίων με γραφεία. Η εφαρμογή του «έτριουμ» αποδεικνύει ότι έργα μπορούν να αναπτυχθούν οικονομικά, ακόμα και όταν η ενεργειακή απόδοση, η χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και η προστασία του κλίματος έχουν ληφθεί υπόψη στη μελέτη και κατασκευή.

Αναδημοσίευση από τον Christian Welzel, Technical Engineer (Ecostream Germany GmbH) -Κείμενο από Πρακτικά – Παγκόσμιου Συνεδρίου Πράσινων Στεγών 2009 “Bringing Nature Back To Town”

Μετάφραση κειμένου από τη Ψαριανού Κατερίνα Γεωπόνο – Αρχιτέκτονα Τοπίου ([email protected])