26 απλές παρεμβάσεις για ένα ανθρώπινο σχολείο

Βιοκλιματικές εφαρμογές σε υπάρχοντα σχολικά κτίρια

Βιοκλιματικός σχεδιασμός! Βαρύγδουπη έκφραση που δεν τυχαίνει αποδοχής ούτε από τους ειδικούς. Είναι μια πραγματικότητα που χρήζει ιδιαίτερης συζήτησης. Πλέον όλοι αναγνωρίζουμε ότι κάτι πρέπει να αλλάξει στο τρόπο δόμησης, όχι γιατί το λένε οι ειδικοί αλλά επειδή έχει γίνει κτήμα σε όλους μας ότι υπάρχει λάθος στον τρόπο που χτίζουμε τα σπίτια μας, τα δημόσια κτίρια και στον τρόπο που εκμεταλλευόμαστε ή προφυλασσόμαστε από τα φυσικά στοιχεία.

Τα σχολικά κτίρια είναι ίσως οι πιο ιδανικοί χώροι για την εφαρμογή των αρχών του βιοκλιματικού σχεδιασμού που είναι ένας νέος τρόπος να εφαρμόσουμε το παραδοσιακό οικοδομείν: «εκμετάλλευση» του ήλιου, του αέρα, του νερού και της γης.

Οι λόγοι είναι:

- Το σχολείο είναι ο χώρος που μεγαλώνει η νέα γενιά.

- Το σχολείο χρησιμοποιείται από το Σεπτέμβριο μέχρι τον Ιούνιο και οι χώροι του έχουν μια περιοδικότητα στη χρήση τους, πρωινή λειτουργία, που συμπίπτει με τις ώρες φυσικού φωτισμού και ηλιασμού. Λόγω των θερινών και χειμερινών διακοπών αποφεύγονται η θερμότερη και ψυχρότερη περίοδος του έτους.

- Τα σχολεία στην Ελλάδα χτίζονται με ένα δυο τύπους κτιρίων οι οποίοι εφαρμόζονται σε όλα τα οικόπεδα ανεξάρτητα αν είναι ορεινά, πεδινά, παραθαλάσσια, γωνιακά ή μη και ανεξάρτητα του σχήματος και του προσανατολισμού τους. Χτίζονται σε ευθύγραμμη διάταξη ή σε «Γάμα» προσπαθώντας να προφυλάξουν την αυλή από το θόρυβο των δρόμων και να επιτύχουν όσο και όπου είναι εφικτό το νότιο προσανατολισμό εφαρμόζοντας τη μόνη βιοκλιματική αρχή που κρατάει από την παραδοσιακή μας αρχιτεκτονική.

Διάφορα προγράμματα εξαγγέλθηκαν κατά καιρούς που αναγγέλλουν είτε την κατασκευή των νέων σχολείων με την υιοθέτηση των αρχών της βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής είτε την εφαρμογή πρακτικών εξοικονόμησης ενέργειας. Σωστή πρωτοβουλία, αλλά με τη σημερινή πραγματικότητα αμφισβητείται αν και πότε θα γίνουν πράξη.

Πράξεις

Τι μας απομένει να κάνουμε, ώστε να μην είμαστε περίγελοι των παιδιών μας και να πετύχουμε τις ελάχιστες των επεμβάσεων ώστε να αποδείξουμε στα παιδιά μας ότι έχουμε συναισθανθεί τις ευθύνες μας και τα δικαιώματα τους;

Μπορούμε να απαιτήσουμε από την τοπική αυτοδιοίκηση να προγραμματίζει συγκεκριμένες παρεμβάσεις κατά τη θερινή περίοδο ώστε να εξασφαλίζονται όσο το δυνατό οι επιθυμητές συνθήκες φωτισμού, αερισμού, δροσισμού και θέρμανσης με μειωμένη κατανάλωση ενέργειας.

1. Μορφή κτιρίου και χωρική οργάνωση

Τα περισσότερα σχολεία έχουν γραμμική κάτοψη με τις αίθουσες διδασκαλίας απ τη μια πλευρά κατά μήκος ενός διαδρόμου.

Αν οι αίθουσες βρίσκονται κατά μήκος της νότιας πλευράς και ο διάδρομος στη βόρεια τότε έχουμε την καλύτερη λειτουργία λόγω προσανατολισμού και ο διάδρομος λειτουργεί ως χώρος ανάσχεσης της θερμότητας και μπορεί να συνεισφέρει στον διαμπερή αερισμό με ανοίγματα στον ενδιάμεσο τοίχο. Απαιτείται προσεκτική ηλιοπροστασία στα νότια ανοίγματα των αιθουσών και μείωση του μεγέθους των ανοιγμάτων στον διάδρομο. Παράλληλα προτείνεται η τοποθέτηση σειράς ντουλαπιών και βιβλιοθηκών στο βόρειο τοίχο.

Αν οι τάξεις βρίσκονται κατά μήκος της βόρειας πλευράς με το διάδρομο στη νότια, τότε ο διάδρομος θα πρέπει να λειτουργήσει ως ενδιάμεσος χώρος που θα τροποποιεί το μικροκλίμα, σαν θερμοκήπιο.

Η κεντρική ιδέα της οργάνωσης των λειτουργιών του σχολείου πρέπει να βασίζεται στην προσπάθεια να αποκτήσουν νότιο προσανατολισμό ή έστω ανατολικό οι αίθουσες διδασκαλίας οι οποίες έχουν και τις μεγαλύτερες απαιτήσεις ως προς την θέρμανση λόγω της καθημερινής χρήσης τους και τοποθέτηση των βοηθητικών χώρων (αποθήκες, W.C.) και των χώρων με περιοδική χρήση (εργαστήρια), στη βορινή και δυτική πλευρά, έτσι ώστε να αποτελέσουν χώρους ανάσχεσης των θερμικών απωλειών και προστασίας των αιθουσών διδασκαλίας, με το μετριασμό των εξωτερικών θερμοκρασιακών μεταβολών, συμβάλλοντας στην εξοικονόμηση ενέργειας και βελτιώνοντας τις συνθήκες του εσωκλίματος.

Η διάταξη των χώρων εξασφαλίζει το φυσικό φωτισμό όλων των χώρων, που βοηθά στη μείωση της χρήσης τεχνικού φωτισμού, στη θέρμανση του χώρου από τη συμβολή της ορατής ακτινοβολίας και στη δημιουργία συνθηκών οπτικής άνεσης καθώς και στην τόνωση της ανθρώπινης δραστηριότητας, με αύξηση της αποτελεσματικότητας των μαθητών.

Η κατανομή του φυσικού φωτισμού επηρεάζεται από την ανακλαστικότητα των υλικών του φωτιζόμενου χώρου και γι’ αυτό η επιλογή των υλικών θα πρέπει να γίνει σύμφωνα με τους επιθυμητούς συντελεστές ανακλαστικότητας σε κάθε χώρο.

Ο επιθυμητός φωτισμός σε μεγάλο βάθος εξασφαλίζεται με τη χρήση υλικών υψηλής ανακλαστικότητας στην οροφή (π.χ. λευκή μπογιά 70%) και στο εσωτερικό των αιθουσών διδασκαλίας τα υλικά της οροφής πρέπει να έχουν συντελεστή 80% - 85%, των κάθετων τοίχων 60%, το δάπεδο περίπου 30%, ο πίνακας 15% - 20% και η επιφάνεια εργασίας 35% - 50%.

2. Κέλυφος κτιρίου

Τα σχολεία είναι κατασκευασμένα με φέροντα οργανισμό από οπλισμένο σκυρόδεμα, τοίχους με διπλή τοιχοποιία και δάπεδα από μωσαϊκό και αν έχει εφαρμοστεί η μελέτη όσον αφορά τη θερμομόνωση των δομικών στοιχείων τότε μπορούμε να πούμε ότι πρόκειται για μια βαριά κατασκευή με αποτέλεσμα να έχει μεγάλη θερμική αδράνεια, λόγω της μεγάλης του θερμοχωρητικότητας, με χαρακτηριστικό τη μικρή αυξομείωση της εσωτερικής θερμοκρασίας που παρουσιάζει χρονική καθυστέρηση ως προς την εξωτερική. Έτσι επιτυγχάνεται βελτιστοποίηση της εκμετάλλευσης της ηλιακής προσόδου, διατήρηση της θερμοκρασίας σταθερής αλλά και της αποθήκευσης της θερμότητας αν δεν εμποδίζεται η είσοδος της ηλιακής ακτινοβολίας με κουρτίνες και δεν καλύπτεται το δάπεδο.

Αυτό που χρήσει της προσοχής μας είναι η αποκατάσταση των κακοτεχνιών που μπορεί να υπάρχουν π.χ. κλείσιμο αρμών. Αν η θερμομόνωση δεν έχει εφαρμοστεί τότε πρέπει τα δομικά στοιχεία (τοίχοποιία, μπετόν) να θερμομονωθούν εξωτερικά. Στα παράθυρα όπου τα τζάμια είναι μονά θα πρέπει να αντικατασταθούν με διπλά βελτιωμένα, τα οποία επιφέρουν εξοικονόμηση ενέργειας. Το χρώμα των εξωτερικών τοίχων στο νότο πρέπει να είναι σκούρο και ανοικτό στις υπόλοιπες πλευρές.

3. Σκιασμός - ηλιοπροστασία

Πάνω από τα παράθυρα σχεδόν σε όλα τα σχολεία υπάρχει οριζόντιος πρόβολος περίπου 70 εκατοστών. Δεν προσφέρει ηλιοπροστασία και σκιασμό στα ανοίγματα αλλά θα πρέπει η κάτω πλευρά του να βαμμένη με ανοικτό χρώμα. Πρέπει να τοποθετηθούν περσιδωτά σκίαστρα ή τέντες, οριζόντια στα νότια ανοίγματα και κάθετα στα ανατολικά ή δυτικά. Στα βορινά ανοίγματα δε χρειάζεται ηλιοπροστασία. Με τον τρόπο αυτό κατά τη διάρκεια της ημέρας μπορούμε να εκμεταλλευόμαστε τον ήλιο όποτε τον θέλουμε –χειμερινή περίοδο- μαζεύοντας τις τέντες και να τον αποφεύγουμε όποτε δεν τον θέλουμε –θερινή περίοδος- ανοίγοντας τις τέντες.

Για τη νυχτερινή προστασία των ανοιγμάτων, το χειμώνα, ώστε να μην έχουμε διαφυγή της θερμότητας προς το εξωτερικό πρέπει να τοποθετηθούν κουρτίνες ή ρολά μονωμένα με πολυουρεθάνη –οι περσίδες και το κιβώτιο-.

Είναι απαραίτητη η πρόβλεψη για ελεύθερη κίνηση του θερμού αέρα μέσω των στοιχείων ηλιοπροστασίας, αλλιώς προκαλείται κίνδυνος υπερθέρμανσης. Πρέπει να τοποθετούνται σε απόσταση από τα υαλοστάσια διότι η ηλιοπροστασία είναι πιο αποτελεσματική αν γίνεται έξω από τα υαλοστάσια πριν την είσοδο της ηλιακής ενέργειας στο εσωτερικό. Όμως η ηλιοπροστασία των ανοιγμάτων δεν αρκεί.

Με τον ίδιο τρόπο θα πρέπει να σκιάζεται και το κέλυφος του κτιρίου με οριζόντιες πέργκολες σε νότιους τοίχους και κάθετα καφασωτά στους δυτικούς κυρίως τοίχους με φυλλοβόλα αναρριχώμενα φυτά που σκιάζουν το κέλυφος του κτιρίου και περιορίζουν τις καλοκαιρινές θερμικές προσόδους.

4. Αερισμός - δροσισμός

Αερισμός είναι η βαθμιαία αντικατάσταση του αέρα ενός χώρου από νωπό αέρα του εξωτερικού περιβάλλοντος με βασικό στόχο την παροχή του αναγκαίου οξυγόνου και της απομάκρυνσης επιβλαβών αερίων (CO2 & CO), δυσάρεστων οσμών, επικίνδυνων ρύπων των δομικών υλικών (φορμαλδεύδη, ραδόνιο)

Πρόσθετος στόχος, μόνο για το καλοκαίρι, είναι ο δροσισμός με αποβολή της θερμότητας των εσωτερικών τοιχωμάτων μέσω μεταφοράς και τη δημιουργία ρεύματος αέρα για τόνωση της αίσθησης δροσισμού.

Η είσοδος του αέρα στο σχολείο γίνεται από τα ανοίγματα (πόρτες, παράθυρα) και από τους αρμούς του περιβλήματος. Το μέγεθος των ανοιγμάτων εξασφαλίζει τον φυσικό αερισμό των αιθουσών και των υπολοίπων χώρων του σχολείου καθώς η ύπαρξη ανοιγμάτων αντιδιαμετρικά τοποθετημένων και σε διαφορετική υψομετρική στάθμη (φεγγίτες)στις αίθουσες διδασκαλίας εξασφαλίζει τον διαμπερή αερισμό.

Προτείνεται η δημιουργία θυρίδας εξαερισμού στην απόληξη των κλιμακοστασίων που βρίσκονται συνήθως στο κέντρο του σχολείου, έτσι ώστε να δημιουργηθεί φυσικός αερισμός και δροσισμός λόγω της διαφοράς θερμοκρασίας στα στρώματα του αέρα και στην ανοδική του κίνηση με το φαινόμενο της καμινάδας, οδηγώντας έξω από το κτίριο τις θερμότερες μάζες που έχουν αποθηκευτεί στη θερμική μάζα του κτιρίου, τη νύχτα, ώστε να λειτουργεί την επόμενη μέρα ξανά σαν απορροφητής θερμότητας.

Επειδή το σύστημα δε λειτουργεί με μικρή διακύμανση θερμοκρασίας στη διάρκεια του 24ώρου και με άπνοια, απαιτείται η χρήση μηχανικού αερισμού για να γίνει δυνατή η νυχτερινή απαγωγή η οποία επιτυγχάνεται με ανεμιστήρες οροφής.

Συμπερασματικά και συνοπτικά

Αυτά που μπορεί να ζητά ο κάθε Διευθυντής σχολείου από την Τοπική Αυτοδιοίκηση με το τέλος της σχολικής χρονιάς να γίνουν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού είναι τα παρακάτω:

1. Ανάλογα με τον προσανατολισμό του σχολικού κτιρίου, ο Διευθυντής πρέπει να οργανώσει τη λειτουργία του σχολείου έτσι ώστε αίθουσες με νότιο ή έστω ανατολικό προσανατολισμό να γίνουν αίθουσες διδασκαλίας και οι υπόλοιπες εργαστήρια ή βοηθητικοί χώροι.

2. Η οροφή της αίθουσας να είναι λευκή, με ανοικτό χρώμα οι κάθετοι τοίχοι και με σκούρο το δάπεδο.

3. Αποκατάσταση κακοτεχνιών στο κέλυφος του κτιρίου με σφράγισμα των αρμών των εξωτερικών κουφωμάτων.

4. Τοποθέτηση συστήματος αυτόματης επαναφοράς στις πόρτες εισόδου και εξόδου του σχολείου.

5. Τοποθέτηση τουλάχιστον δυο ανεμιστήρων οροφής σε κάθε αίθουσα.

6. Εφαρμογή εξωτερικής θερμομόνωσης στο κέλυφος του κτιρίου αν έχει κτιστεί πριν το 1985.

7. Διπλοί υαλοπίνακες στα παράθυρα.

8. Εξωτερικά σκούρο χρώμα στους νότιους τοίχους και ανοικτά στους υπόλοιπους.

9. Λευκό χρώμα στην κάτω πλευρά των οριζόντιων προβόλων όπου και αν υπάρχουν πάνω από τα παράθυρα.

10. Οριζόντια περσιδωτά σκίαστρα ή ανοιγόμενες ανοιχτόχρωμες πάνινες τέντες στα νότια παράθυρα.

11. Κατακόρυφα περσιδωτά σκίαστρα ή ανοιγόμενες ανοιχτόχρωμες πάνινες τέντες στα ανατολικά και δυτικά παράθυρα.

12. Κουρτίνες ή ρολά στο εσωτερικό των παραθύρων που πρέπει να παραμένουν κλειστά κατά τη διάρκεια της νύχτας το χειμώνα.

13. Σκιασμός των νότιων εξωτερικών τοίχων με οριζόντιες πέργκολες και καφασωτά με φυλλοβόλα αναρριχώμενα φυτά και των ανατολικών και δυτικών με κατακόρυφα αντίστοιχα.

14. Δημιουργία ανοίγματος – θυρίδας εξαερισμού – στην απόληξη του κλιμακοστασίου που πρέπει να ανοίγει όταν χρειάζεται περισσότερος αερισμός και δροσισμός του κτιρίου.

15. Τοποθέτηση αισθητήρα διοξειδίου του άνθρακα σε κάθε αίθουσα ώστε να μας γνωστοποιεί πότε πρέπει να ανοίξουμε τα παράθυρα για αναβάθμιση και ανανέωση του αέρα στην τάξη.

16. Αντικατάσταση υφιστάμενων λαμπτήρων πυράκτωσης από νέους συμπαγείς λαμπτήρες φθορισμού χαμηλής κατανάλωσης και μεγάλης διάρκειας ζωής.

17. Περιοδικός έλεγχος της κατάστασης του εξοπλισμού του λεβητοστασίου και του δικτύου διανομής θερμού νερού.

18. Ετήσια συντήρηση και ρύθμιση του συγκροτήματος καυστήρα και λέβητα.

19. Θερμομόνωση του λέβητα και των τμημάτων του δικτύου διανομής θερμού νερού που διέρχονται από μη θερμαινόμενους χώρους.

20. Σύνδεση με το δίκτυο φυσικού αερίου.

21. Περιμετρική φύτευση, για την απορρόφησης ενός σημαντικού ποσοστού ηλιακής ακτινοβολίας και θερμότητας, αλλά και εξωτερικού θορύβου.

22. Στον ανατολικό και δυτικό προσανατολισμό, σκίαση με φυλλοβόλα δέντρα.

23. Στη βορινή πλευρά, αειθαλή βλάστηση και δεντροφύτευση.

24. Εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων για την κάλυψη μέρους των αναγκών ηλιακής ενέργειας.

25. Επανασχεδιασμός των αυλών με ξήλωμα του τσιμέντου και δημιουργία βιωματικών σκιασμένων χώρων με πέργκολες και καθιστικά πάνω σε υλικά φιλικά προς το περιβάλλον όπως ξύλο, κυβόλιθοι πάνω σε φυσικό έδαφος και χώμα.

26. Όπου υπάρχει η δυνατότητα δημιουργία φυτεμένου δώματος.

Κέρδη

Τα παραπάνω αποτελούν απλές ενέργειες τις οποίες η κάθε σχολική μονάδα μπορεί, σε μικρότερο ή μεγαλύτερο βαθμό, να υλοποιήσει. Η αποδοτικότητα αυτών των απλών μέτρων εκτιμάται σε εξοικονόμηση ενέργειας της τάξης του 50% μέχρι 60%. Μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας είναι δυνατή αλλά οι αναγκαίες ενέργειες δεν είναι τόσο απλές και απαιτούν εξειδικευμένη τεχνική και οικονομική υποστήριξη.

Δήμητρα Γωγάκου,
Αρχιτέκτων Μηχανικός,
Msc Βιοκλιματικού σχεδιασμού πόλεων και κτιρίων