Ενεργειακά σπίτια

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Με την συνεργαζόμενη μας εταιρία ICS DUELL LTD (icsduell@gmail.com) είχε συγκροτηθεί επιστημονική ομάδα η οποία έχει εκπονήσει μελέτη για κατασκευή οικολογικών αυτόνομων κατασκευών, βάση του προγράμματος "Δόμηση και Αειφορεία" που προβλέπει τη σύνταξη ειδικών προδιαγραφών για την εφαρμογή ενσωμάτωσης τεχνολογιών προστασίας του περιβάλλοντος και φιλικών προς το περιβάλλον υλικών στα νέα κτίρια, και με σκοπό την εξοικονόμηση ενέργειας.
Οι κατοικίες που κατασκευάζονται με αυτό το σύστημα * εκτός του στεγαστικού τους ρόλου είναι ικανές να επιτελούν τις πιο κάτω λειτουργίες:
Α) Να μετατρέπουν με τις εγκαταστάσεις τους σε ηλεκτρική και θερμική ενέργεια τον ήλιο και τον άνεμο.
Β) Να αποθηκεύουν ποσότητα ενέργειας για λόγους εφεδρείας.
Γ) Να τροφοδοτούν με ενέργεια τις εγκαταστάσεις της κατοικίας ώστε να καλύπτουν το μέγιστο δυνατό ποσοστό ηλεκτρικού ρεύματος ή αερίου από ανάλογα δίκτυα.
*Χωριστή οικονομική συμφωνία
Δ) Να τροφοδοτούν με νερό που θερμαίνεται από την καύση του τζακιού τα σώματα, καλοριφέρ.
Ε) Να συγκεντρώνουν την μεγαλύτερη δυνατή ποσότητα νερού από βροχή ή υδρομάστευση ώστε να αποθηκεύεται σε πλαστικές ειδικές δεξαμενές εδάφους.
ΣΤ) Να ανακυκλώνουν τα απορρίμματα ώστε να γίνονται κατά το δυνατόν χρησιμότερα.
Ζ) Να ανακυκλώνουν με τρόπο βιολογικό τα λύματα ώστε να επαναχρησιμοποιούνται για άρδευση και λίπανση της εν γένει φυτείας του περιβάλλοντος χώρου της κατοικίας.
Οι κατοικίες αυτές κατασκευάζονται σε οικόπεδα άρτια και οικοδομήσιμα εντός ή εκτός σχεδίου που να πληρούν τις προϋποθέσεις για την εγκατάσταση και λειτουργία των προαναφερθησών εγκαταστάσεων.
Δεν προσφέρονται επομένως για προσθήκη κατ’ επέκταση ή καθ’ ύψος κατοικιών. Πρέπει επίσης να διαθέτουν το αναγκαίο μέγεθος οικοπέδου ώστε οι απαραίτητες εγκαταστάσεις να κατασκευασθούν, να λειτουργήσουν και να αποδώσουν.
Όπως είναι λοιπόν φανερό οι κατοικίες αυτών των προδιαγραφών γίνονται αναγκαίες σε οικόπεδα μακράν, εκτός των οικισμών, άρτια και οικοδομήσιμα που οι τιμές αγοράς είναι ιδιαίτερα συμφέρουσες αλλά οι δαπάνες για την σύνδεση με τα δίκτυα ηλεκτρικού, αερίου και πιθανόν νερού απαγορευτικές.

Τα ανωτέρω καθιστούν πιο ελκυστικό το ενδιαφέρον, προστιθέμενα στο γεγονός ότι οι πέτρινες κατοικίες της πρωτοποριακής μεθόδου του κυκλοτροπικού συστήματος προσφέρονται με ιδιαίτερα ανταγωνιστικό κόστος και αποπερατώνονται σε χρόνους 2-4 μηνών.
Συνιστούμε λοιπόν στους αναγνώστες αυτής της ενότητας να διαβάσουν με προσοχή όλες τις λεπτομέρειες αυτής τις ιστοσελίδας για να αποκτήσουν μια πληρέστερη εικόνα των δυνατοτήτων.
ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΛΕΠΤΟΜΕΡΕΙΕΣ
Τα σχέδια των κατοικιών που παρουσιάζονται στις επόμενες σελίδες έχουν ορισμένα κοινά χαρακτηριστικά που απορρέουν από το γεγονός ότι εξυπηρετούν τον κοινό σκοπό της απορρόφησης της μεγαλύτερης δυνατής ενέργειας από τον ήλιο και τον άνεμο.
Σε αυτά τα κοινά χαρακτηριστικά θα επικεντρώσουμε την περιγραφή μας. Παράκληση να μελετήσετε τις υπόλοιπες κατασκευαστικές λεπτομέρειες από την ενότητα κυκλοτροπικό σύστημα τριών περιστρεφόμενων σιδηροτύπων.

ΚΟΙΝΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ
ΣΤΕΓΗ
Η στέγη (από σκυρόδεμα ή κεραμύδια) είναι διαμορφωμένη σε ένα επίπεδο προσανατολισμένο στη μεσημβρία (νότος) με κλίση περίπου 230, δηλαδή 40% ή απλούστερα 40εκ. στο μέτρο.
Αυτό για να μπορεί να απορροφήσει, κατά μέσο όρο, χειμώνα καλοκαίρι όσο το δυνατό περισσότερη ακτινοβολία.
Ηλιακοί συλλέκτες διπλής ενέργειας (hybride) τοποθετούνται επί της στέγης. Τα θερμικά υβριδικά φωτοβολταϊκά ηλιακών συλλεκτών είναι ένα σύστημα που μετατρέπει την ηλιακή ακτινοβολία σε θερμική και ηλεκτρική ενέργεια. Τα συστήματα αυτά συνδυάζουν τα φωτοβολταϊκά στοιχεία, τα οποία μετατρέπουν την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (φωτόνια) σε ηλεκτρική ενέργεια, με ένα ηλιακό θερμικό συλλέκτη, ο οποίος δεσμεύει το υπόλοιπο της ενέργειας και αφαιρεί την θερμότητα που εκλύεται από την Φ/Β μονάδα. Ως γνωστόν τα Φ/Β στοιχεία χάνουν την απόδοσή τους από την αύξηση της θερμοκρασίας. Το υβριδικό σύστημα κατασκευάζεται έτσι ώστε η θερμότητα να μεταφέρεται μακρυά από τα Φ/Β στοιχεία. 'Ετσι επιτυγχάνεται η ψύξη των Φ/Β στοιχείων συνεπώς και η βελτίωση της αποτλεσματικότητάς τους. Το αποτέλεσμα είναι τα Φ/Β στοιχεία να εργάζονται σε ένα δροσερό περιβάλλον με υψηλότερη απόδοση και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής (λόγω της μείωσης της φθοράς του πυριτίου) και την παραγωγή ζεστού νερού για οικιακή χρήση. Το σύστημα αυτό δημιουργεί μία πτώση θερμοκρασίας κατά 10oC επί της στέγης - δηλαδή μείωση του θερμικού φορτίου της κατασκευής.
Όμως η στέγη με την ενιαία μορφή και κλίση της συντελεί στην ευχερή απορροή και συγκέντρωση του νερού της βροχής, μέσω ντερέδων, στις ειδικές πλαστικές δεξαμενές οι οποίες είναι τοποθετημένες σε επίκαιρα σημεία του οικοπέδου ώστε συγχρόνως να συγκεντρώνονται και αποθηκεύονται και τα νερά της βροχής που δεν απορροφώνται από το έδαφος του οικοπέδου αλλά πλημμυρίζουν και χάνονται.
Θέλει λοιπόν μέριμνα κατά την διαμόρφωση των κλίσεων του οικοπέδου να επιλέγεται το κατάλληλο σημείο για την εκσκαφή, την τοποθέτηση των δεξαμενών και των απαραίτητων φρεατίων για την συγκράτηση των φύλλων και της λάσπης.

ΝΕΡΟΧΥΤΗΣ
Όσον αφορά την ανακύκλωση των απορριμμάτων της κατοικίας και συγκεκριμένα τη γνωστή σακούλα των σκουπιδιών (βλέπε εισαγωγή ΣΤ), έχει ληφθεί μέριμνα ώστε απαραίτητα η κατασκευή του ανοξείδωτου νεροχύτη της κουζίνας να έχει την κατάλλη διατομή για την τοποθέτηση του ηλεκτρικού σκουπιδοφάγου ώστε όλα τα απορρίμματα της κουζίνας να πολτοποιούνται και με κατάλληλο εύρος σωληνώσεων να αποχετεύονται στον, ειδικού τύπου, βόθρο.

ΒΟΘΡΟΣ ΕΞΑΤΜΟΔΙΑΠΝΟΗΣ
Ο βόθρος αυτός είναι ένα κουτί ειδικής μορφής τριών διαμερισμάτων από μπετόν ύψους 1.80μ. πλάτους 1.20μ. και μήκους 2.40μ. με κατάλληλα σημεία για την είσοδο των λυμάτων και έξοδο του νερού του κατάλληλου για άρδευση των δέντρων και θάμνων του περιβάλλοντος χώρου της κατοικίας που πραγματοποιείται μέσω ειδικών σωληνώσεων για άρδευση με σταγόνες. Οι σωληνώσεις αυτές βρίσκονται σε βάθος 1.20μ. από την επιφάνεια του εδάφους ώστε να συντελείται η άρδευση των δέντρων και θάμνων στο υπόγειο ριζικό τους σύστημα και όχι στην επιφάνεια του εδάφους που το νερό εύκολα εξατμίζεται. Έτσι αποκλείεται και η κακοσμία.
Οι βόθροι εξατμοδιαπνοής έχουν χρησιμοποιηθεί στο γραφείο από το 1968 σε χιλιάδες κατασκευές κατοικιών που τα οικόπεδά τους δεν είναι συνδεδεμένα με κεντρικό σύστημα αποχέτευσης και έχουν απαλλάξει τους ένοικους από την δυσάρεστη μέριμνα του αδειάσματος των βόθρων.

ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟΣ ΧΩΡΟΣ (βλέπε τομή σχεδίου 13 και αξονομετρικά σχ. 13,14,15)
Η ηλεκτρική ενέργεια αποθηκεύεται σε συστοιχίες ηλιακών συσωρευτών οι οποίοι είναι τοποθετημένοι στον ενεργειακό χώρο. Ο χώρος βρίσκεται στο υψηλότερο σημείο της στέγης και στεγάζει τους αναφερόμενους συσωρευτές, τους πίνακες που είναι στερεωμένοι στους τοίχους του χώρου μαζί με τους ελεγκτές ηλιακής ενέργειας και τους αντιστροφείς (inverters). Αυτά αποτελούν το σύστημα μετατροπής της συνεχούς τασεως σε εναλλασσόμενη τάση και από εκεί μέσω καλωδίωσεων στους πίνακες διανομής της ηλεκτρικής ενέργειας κατανάλωσης της κατοικίας (φώτα, πρίζες, διακόπτες, συσκευές). Ηλιακοί πολυσυλλέκτες, ειδικής κατασκευής υψηλής απόδοσης, για την θέρμανση νερού χρήσης, τοποθετούνται στον νότιο τοίχο του ενεργειακού χώρου (σχ.13) με κλίση 500. Μέσα στον ενεργειακό χώρο απολήγει και το υποστήλωμα ύψους περίπου 9μ. διατομής 20x50εκ. το οποίο είναι συνδεδεμένο άρρηκτα με τον σκελετό της κατοικίας και είναι ικανό να φέρει τα φορτία του ιστού και τους κραδασμούς που θα δημιουργήσει ανεμογεννήτρια εώς και 5 ΚVΑ τοποθετημένη στην κορυφή.
Η ανεμογεννήτρια αυτή ουσιαστικά τοποθετημένη στην πλάκα που στεγάζει τον ενεργειακό χώρο είναι προσπελάσιμη μέσω ανεμόσκαλας και καταπακτής ώστε να συντηρείται σύμφωνα με τις προδιαγραφές της.

Η παραγόμενη από την ανεμογεννήτρια ηλεκτρική ενέργεια, απάγεται και αποθηκεύεται εύκολα μέσω ψηφιακού ρυθμιστή στους ηλιακούς συσωρευτές που είναι τοποθετημένοι στον ενεργειακό χώρο. Επίσης το όλο σύστημα συνδέεται με φορτίο εκτροπής για πραστασία των συσωρευτών από υπερφόρτιση. Μέσα στον ενεργειακό χώρο καθώς και στο δώμα είναι τοποθετημένες επίσης ανά μία δεξαμενές νερού που γεμίζουν με ηλεκτρική αντλία που τροφοδοτείται από το σύστημα αντλώντας νερό από την δεξαμενή του εδάφους (βλέπε Εισαγωγή Δ). Η μια δεξαμενή του δώματος αποθηκεύει καθαρό νερό και τροφοδοτεί με κρύο νερό τις συσκευές της κατοικίας (wc, νιπτήρες, νεροχύτη). Η δεύτερη δεξαμενή είναι θερμικά μονωμένη και εξοπλισμένη, με σωληνώσεις σπιράλ (boiler) ώστε να τροφοδοτείται με ζεστό νερό από τους συλλέκτες και να το διανέμει στους υδραυλικούς υποδοχείς συγχρόνως δε και στα σώματα καλοριφέρ της οικίας καταργώντας έτσι στην ουσία τον καυστήρα πετρελαίου.

ΤΖΑΚΙ
Μέσα στην κόγχη που καίνε τα ξύλα είναι, από κατασκευής, τοποθετημένη χαλύβδινη σερπαντίνα στην οποία κυκλοφορεί το νερό που θερμαίνεται από την καύση. Το ζεστό νερό μέσω των μονωμένων θερμικά σωληνώσεων κυκλοφορεί στη δεξαμενή (boiler) του ενεργειακού χώρου.
Εδώ τελειώνει μια σύντομη περιγραφή του ενεργειακού χώρου και των δυνατοτήτων που παρέχει στην κατοικία αν συγκριθεί με το γεγονός ότι υποκαθιστά την ΕΥΔΑΠ και την ΔΕΗ.

ΜΟΡΦΗ ΤΗΣ ΚΑΤΟΙΚΙΑΣ
Η εργονομική μορφή της κατοικίας 15 όχι μόνον καθιστά ευχερή την λειτουργία των εγκαταστάσεων αλλά συντελεί και στην πλέον οικονομική διαρρύθμιση των χώρων. Έτσι σε εμβαδόν 71,76τ.μ. (συν 21,50τ.μ. για ημιυπαίθριους χώρους) (βλέπε σχ.15) η κατοικία να περιλαμβάνει δύο υπνοδωμάτια, δύο λουτρά, κουζίνα, τραπεζαρία, χώρο τζακιού, αποθηκευτικό χώρο και πλέον αυτών τον ουσιαστικότερο.. τον ενεργειακό χώρο.

Η κατοικία αναπτύσσεται σε επτά επίπεδα

1ο επίπεδο : Υπόγειο με αποθηκευτικό χώρο και λουτρό ξένων

2ο επίπεδο : Υπνοδωμάτιο, τζάκι

3ο επίπεδο : Βεράντα στεγασμένη φαγητού

4ο επίπεδο : Τραπεζαρία και κουζίνα

5ο επίπεδο : Υπνοδωμάτιο λουτρό

6ο επίπεδο : Ενεργειακός χώρος

7ο επίπεδο : Δώμα ανεμογεννήτρια και δεξαμενή κρύου νερού.

Η διάταξη των χώρων της κατοικίας εξυπηρετεί άνετα τετραμελή οικογένεια.

Η βασική δομή της κατοικίας πραγματοποιείται με την σύγχρονη λειτουργία δύο συγκροτημάτων καλουπιών του κυκλοτροπικού συστήματος (βλέπε σχετική ενότητα) εντός 15 ημερών με την εργασία τριών πεπειραμένων μαστόρων.
Είναι ένα σύστημα μοναδικό στον παγκόσμιο κατασκευαστικό χώρο.
Καλύπτεται με το υπ’ άριθ 1007434 Δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του Οργανισμού Βιομηχανικής Ευρεσιτεχνίας με Α διάκριση όπως φαίνεται στις επόμενες συνημμένες σελίδες.

Σύστημα που παρέχει ψύξη - θέρμανση από ηλιακή ενέργεια

H εταιρεία ICS DUELL LTD συμμετείχε μαζί με πανεπιστήμια, ερευνητικά κέντρα και άλλους εξειδικευμένους στο θέμα φορείς από εννέα χώρες (Γερμανία, Νορβηγία, Δανία, Φιλανδία, Ιταλία, Ελλάδα, Τσεχία και Λιθουανία) με συντονιστή τον φημισμένο Fraunhofer Institute of Building Physics της Γερμανίας.
Η κύρια ασχολία της εν λόγω εταιρείας είναι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και τα οικολογικά κτίρια που στο αποτέλεσμα συμπεριλαμβάνεται και εξοικονόμιση ενέργειας.
Επίσης διεκπεραιώνει μελέτες και κατασκευές φωτοβολτιαϊκών πάρκων "με το κλειδί στο χέρι", αυτόνομα φωτοβολταϊκά συστήματα και ηλεκ/μηχανολογικές εργασίες.

Στη φωτογραφία φαίνονται τα ανακατασκευασμένα κτίρια των 9 κρατών που συμμετείχαν στο πρόγραμμα.
Η πρώτη εφαρμογή στην Ελλάδα έγινε σε κτίριο του Υπουργείου Πολιτισμού όπου στεγάζεται η Ευώνυμος Οικολογική Βιβλιοθήκη. Το κτίριο στο κέντρο της φωτογραφίας.

To κτίριο του Υπουργείου Πολιτισμού πριν την ανακατασκευή

To κτίριο του Υπουργείου Πολιτισμού μετά την ανακατασκευή

ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΟΙΚΙΑ

Το συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα από τα Φ/Β πάνελς μετατρέπεται μέσω ενός μετατροπέως (inventer) σε εναλλασσόμενο για κατανάλωση στο κτίριο ή προς πώληση στη ΔΕΗ. Η θερμοκρασία ρυθμίζεται μέσω ενός αισθητήτα ελέγχου και το ψυκτικό υγρό μεταφέρεται μέσω κυκλοφορητή σ`ένα εναλλάκτη θερμότητας που θερμαίνει το νερό στη δεξαμενή αποθήκευσης για οικιακή χρήση (DHW) και συστήματα θέρμανσης (σώματα, θερμοσύφωνας, πισίνα, κλπ).

Γενικά σε όλες τις κατασκευές εις τον ενεργειακό χώρο θα εγκατασταθούν κατά προτίμηση του ενδιαφερομένου και συμφωνίας αμφοτέρων των εμπλεκομένων μερών:
Σύστημα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας με ηλιακούς συσσωρευτές οι οποίοι θα είναι ανάλογοι των απαιτουμένων φορτίων .
Boiler τριπλής ενέργειας το οποίο θα λαμβάνει θερμότητα μέσω εναλλάκτη από τον λέβητα και από τους ηλιακούς συλλέκτες. Επίσης θα έχει ηλεκτρική αντίσταση σε περίπτωση που τα δύο συστήματα δε επαρκούν ή είναι εκτός λειτουργίας. Ως επικουρική καύση για τη θέρμανση του λέβητα θα επιτυγχάνεται από ενεργειακό τζάκι, καυστήρα pellet (κατά προτίμηση), αντί καυστήρα πετρελαίου. Σ’αυτήν την περίπτωση, κάθε κατοικία θα διαθέτει συσκευή παραγωγής pellet η οποία θα τροφοδοτείται από κλαδέματα, φύλλα, ροκανίδια, ξερά χόρτα, φλοιούς φρούτων κλπ.
Φωτισμός: ο κύριος φωτισμός θα είναι με λαμπτήρες χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης οικολογικοί.
Το όλο σύστημα θέρμανσης και φωτισμού θα ελέγχεται μέσω συστήματος BMS (Building Management System) δηλαδή ο φυσικός φωτισμός που θα εισέρχεται στα δωμάτια και ο τεχνητός φωτισμός που καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια θα ελέγχονται από ηλεκτρικούς συγκριτές. Για την απαιτούμενη ένταση φωτός στο χώρο που θέλουμε η ηλεκτρική κατανάλωση θα είναι μειωμένη ανάλογα με την ένταση του φυσικού φωτός. Αυτό σημαίνει ότι την ημέρα η κατανάλωση για τον φωτισμό θα είναι αισθητά μειωμένη.
Κάτι ανάλογο θα γίνεται με τη θέρμανση που θα έχουμε τη δυνατότητα ο έλεγχος να γίνεται ανά χώρο. Γενικά το ΒΜS θα εξασφαλίζει την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης ενέργειας για θέρμανση, αερισμό, νυκτερινό δροσισμό και φωτισμό.

Από τη συνάντηση εργασίας των μετεχόντων στο πρόγραμμα BRITA στην Αθήνα τον Οκτώβριο του 2007. Ο κ. Ηλίας Λουίζος ιδρυτής της εταιρίας ICS DUELL LTD εξηγεί στους εκπροσώπους των 9 Ευρωπαϊκών κρατών πως επιτυγχάνονται τα προσδοκούμενα στα οικολογικά κτίρια.

Από τη συνάντηση εργασίας των μετεχόντων στο πρόγραμμα BRITA στην Αθήνα τον Οκτώβριο του 2007. Ο κ. Ηλίας Λουίζος εξηγεί τις δυσκολίες που παρουσιάστηκαν και πως αντιμετωπίστηκαν κατά την ανακατασκευή του κτιρίου.