Μέτρα Εξοικονόμησης Ενέργειας Σε Οικιστικά Σύνολα – Εφαρμογή Στα Κτήρια Της Πολυτεχνειούπολης Ζωγράφου - Τσάλα, Σταυριανή (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών, 2017)
Τις τελευταίες δεκαετίες η πολιτισμική ανάπτυξη χαρακτηρίζεται από τη συνεχή αύξηση των καταναλωτικών αγαθών γεγονός που αποδίδεται στην αύξηση του πληθυσμού και τη βελτίωση του ανθρώπινου βιοτικού επιπέδου και έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της ενεργειακής κατανάλωσης. Η παραγωγή πετρελαίου έχει εξαπλασιαστεί την τελευταία δεκαετία, ενώ η ζήτηση σε ηλεκτρική ενέργεια παρουσιάζει αυξητική τάση που οδηγεί σε δεκαπλασιασμό της ανά δεκαετία. Η αυξημένη χρήση μη ανανεώσιμων καυσίμων έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση των εκπεμπόμενων ρύπων που θεωρούνται καταστροφικοί για την ατμόσφαιρα και στους οποίους αποδίδεται η ταχεία υποβάθμισης του περιβάλλοντος και η καταστροφή των οικοσυστημάτων. Βασικοί υπαίτιοι της αύξησης της υποβάθμισης αυτής είναι οι μεταφορές, τα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής και το δομημένο περιβάλλον. Η δημιουργία του δομημένου περιβάλλοντος επιδρά στο περιβάλλον και στις τρεις φάσεις του κατά την κατασκευή τη λειτουργία και την κατεδάφιση των κτηρίων. Ο κατάλληλος σχεδιασμός των κτηρίων απαιτεί τον πλήρη προσδιορισμό της αλληλεπίδρασης περιβάλλοντος – δομημένου περιβάλλοντος. Η περιβαλλοντική επίδραση των κτηρίων στα μεγάλα αστικά κέντρα συνοψίζεται στην μεταβολή της ατμόσφαιρας και στη μόλυνση του νερού εξαιτίας των αστικών λυμάτων και των σκουπιδιών. Από την άλλη μεριά η εντατική χρήση ενέργειας στα κτήρια οδηγεί στην εξάντληση των ορυκτών πόρων ενώ η ατμοσφαιρική ρύπανση έχει ως αποτέλεμα την εντατικοποίηση του φαινομένου του θερμοκηπίου. Επιπλέον η διατάραξη του κύκλου του νερού προκαλεί ανεπιθύμητες κλιματικές μεταβολές σε παγκόσμιο επίπεδο. Η άναρχη δόμηση που συναντάται συχνά τις τελευταίες δεκαετίες διαταρράσει το τοπικό περιβάλλον και κατά συνέπεια τη χλωρίδα και την πανίδα της περιοχής. Σημαντικό επίσης ρόλο έχει στην επιβάρυνση του περιβάλλοντος η χρήση ραδιενεργών δομικών υλικών που επηρεάζει εκτός από το περιβάλλον και την ανθρώπινη υγεία. Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός αναπτύχθηκε τη δεκαετία του 1980 ως νέα τάση του αστικού σχεδιασμού με αναφορές στο τοπικό μικροκλίμα ορίζεται ως ο αρχιτεκτονικός και πολεοδομικός σχεδιασμός κτηρίων και οικισμών που στοχεύουν στην προσαρμογή τους στο τοπικό κλίμα και στο φυσικό περιβάλλον, προστατεύοντας ταυτόχρονα ευαίσθητες περιοχές με σπάνια οικοσυστήματα. Το μικροκλίμα, το μεσόκλιμα και το μακροκλίμα, καθορίζει το φωτισμό, τον αερισμό, το σχεδιασμό και την ενεργειακή συμπεριφορά των κτηρίων. Συγκεκριμένα, το μακροκλίμα είναι μορφοποιημένο από τις μέσες καιρικές συνθήκες που επικρατούν καθ’ όλη τη διάρκεια του χρόνου, το μεσόκλιμα χαρακτηρίζεται από την επίδραση της τοπογραφίας, της βλάστησης και της φύσης της περιοχής και τέλος, το μικροκλίμα είναι δημιούργημα της ανθρώπινης επέμβασης, η οποία αλλάζει άμεσα το δομημένο περιβάλλον. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται τα βασικά χαρακτηριστικά του βιοκλιματικού σχεδιασμού και μελετάται η κατανάλωση ενέργειας σε κάποια από τα κτήρια της Πολυτεχνικής σχολής που βρίσκεται στη συνοικία Ζωγράφου στην Αθήνα. Συγκεκριμένα στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η έννοια της ενέργειας από την πλευρά των κτηρίων και αναφέρονται τα βασικά στοιχεία ενεργειακής κατανάλωσης σε εθνικό και παγκόσμιο επίιπεδο. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται εισαγωγή στις βασικές αρχές του βιοκλιματικού σχεδιασμού και παρουσιάζονται τα βασικά του χαρακτηριστικά και οι παράμετροι που λαμβάνονται υπόψη κατά την εφαρμογή του. Το τρίτο κεφάλαιο της παρούσας εργασίας πραγματεύεται τις δυνατές επεμβάσεις που μπορεί να γίνουν προκειμένου να επιτευχθεί η εξοικονόμηση ενέργειας στα κτήρια ενώ στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα βασικά συστήματα θέρμανσης – ψύξης που μπορεί να χρησιμοποιηθούν για την εξοικονόμηση ενέργειας στα κτήρια με ιδιαίτερη έμφαση να δίνεται στα παθητικά ηλιακά συστήματα. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα ενεργητικά ηλιακά συστήματα με κύρια τα θερμικά ηλιακά συστήματα τη γεωθερμία και τα φωτοβολταϊκά. Στο έκτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στα έξυπνα υλικά και στο πως αυτά συμβάλλουν στην εξοικονόμηση ενέργειας στα κτήρια. Στο έβδομο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι μετρήσεις για τα κτήρια της Πολυτεχνικής σχολής στην Αθήνα και εφαρμόζεται το Retscreen expert λογισμικό για την εξοικονόμηση ενέργειας που επιτυγχάνεται από τη χρήση των φωτοβολταϊκών.