H ενεργειακή συμπεριφορά των Φυτεμένων Δωμάτων

Η φύτευση των οροφών κτιρίων σηματοδότησε ένα οικολογικό τρόπο θερμομόνωσης, προστασίας και διατήρησης της θερμοκρασίας σε ανεκτά επίπεδα για την διαβίωση των κατοίκων. Θα μπορούσαν οι πράσινες οροφές / φυτεμένα δώματα να λειτουργήσουν ως ρυθμιστές της ενεργειακής συμπεριφοράς των σύγχρονων κτιρίων και να αποτελέσουν ένα σημαντικό εργαλείο βελτίωσης του αστικού περιβάλλοντος; Με ποιο τρόπο η υποδομή των φυτεμένων δωμάτων επηρεάζει την θερμομόνωση, θερμοχωρητικότητα, ανακλαστικότητα των οροφών και πως μπορούν να συντελέσουν στην μείωση φαινόμενων όπως της θερμικής αστικής νησίδας;

Φυτεμένα Δώματα και Συμβατικές Οροφές

Σε αντίθεση με τις συμβατικές οροφές, τα φυτεμένα δώματα επιτρέπουν την αλληλεπίδραση με το περιβάλλον μέσω διαφόρων διεργασιών όπως:
(i) Η αύξηση της συνολικής θερμοχωρητικότητας του φυτεμένου δώματος που έχει ως αποτέλεσμα την αποθήκευση μεγάλου ποσοστού ενέργειας και την καθυστέρηση της ροής θερμότητας προς ή από το κέλυφος του κτιρίου,
(ii) Η απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας για τη φωτοσύνθεση
(iii) Η διαπνοή των φυτών και η εξάτμιση υγρασίας από το υπόστρωμα ανάπτυξης, οι οποίες χρησιμοποιούν ένα σημαντικό μέρος της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας και
(iv) Η δημιουργία καλύτερων συνθηκών ανάκλασης, ανάλογα με τη δομή, την πυκνότητα και το χρώμα φυλλώματός των φυτών.

Φυτεμένα δώματα και αστική θερμική νησίδα

Για την μείωση των θερμοκρασιών στα αστικά κέντρα και την αντιμετώπιση της αστικής θερμικής νησίδας, υπάρχουν δύο ευρέως αναγνωρισμένες και τεκμηριωμένες μέθοδοι. Σύμφωνα με την πρώτη, η εισαγωγή φυσικής βλάστησης στο αστικό περιβάλλον μέσω της σκίασης αλλά και του φυσικού δροσισμού (εξατμισοδιαπνοή) θα συμβάλλει στην μείωση των θερμοκρασιών. Η δεύτερη μέθοδος προτείνει την χρήση εξειδικευμένων υλικών που θα αυξήσουν την ανακλαστικότητα μεγάλου μέρους του συνόλου των επιφανειών ώστε να μειωθεί τοπικά η θερμοκρασία.
Τα φυτεμένα δώματα συνδυάζουν τις δύο μεθόδους, και προτείνονται για την μείωση του φαινόμενου των αστικών θερμικών νησίδων. Ωστόσο για να υπάρξει ουσιαστικό αποτέλεσμα στις πόλεις, η εφαρμογή φυτεμένων δωμάτων πρέπει να ενταχθεί σε έναν ολοκληρωμένο αειφόρο σχεδιασμό που θα ενοποιεί υπαίθριους χώρους πρασίνου και θα εφαρμοστεί σε αρκετά μεγάλο ποσοστό δομημένων επιφανειών.

Ο βαθμός ανακλαστικότητας των φυτεμένων δωμάτων

Τα φυτεμένα δώματα έχουν υψηλό βαθμό ανακλαστικότητας που κυμαίνεται μεταξύ 0,7 και 0,85 ανάλογα με τη διαθεσιμότητα του νερού στο σύστημα υποδομής για εξατμισοδιαπνοή αλλά και το είδος των φυτικών ειδών που αναπτύσσονται (χρώμα, πυκνότητα βλαστών κ.α.). Κατά την εφαρμογή φυτεμένων δωμάτων εκτατικού και ημιεντατικού τύπου, θα πρέπει η υγρασία του υποστρώματος ανάπτυξης να διατηρείται σε επίπεδο που να επιτρέπει την εξατμισοδιαπνοή. Συνεπώς, η εποχική άρδευση κυρίως στις μεσογειακές κλιματικές συνθήκες, είναι απαραίτητη κατά τις περιόδους ξηρασίας όπου το υδατικό ισοζύγιο είναι αρνητικό, για την διατήρηση της υγρασίας υποστρώματος σε επίπεδο που επιτρέπει την ανάπτυξη των φυτών.

Φυτεμένα δώματα και ενίσχυση της θερμομόνωσης

Η εφαρμογή σύγχρονων λειτουργικών φυτεμένων δωμάτων είναι ένας φυσικός, οικολογικός τρόπος ενίσχυσης της υφιστάμενης ή της νέας θερμομονωτικής στρώσης. Κατά την ανακατασκευή των οροφών υφιστάμενων κτιρίων που διαθέτουν την απαραίτητη στατική επάρκεια, τα συστήματα υποδομής φυτεμένου δώματος εφαρμόζονται πάνω από την θερμομονωτική στρώση είτε πρόκειται για συμβατική μορφή διάστρωσης θερμού δώματος είτε για ανεστραμμένο δώμα.
Σύμφωνα με έρευνα που πραγματοποιήθηκε από την ομάδα Φυσικής Κτιριακού Περιβάλλοντος του τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών, τα φυτεμένα δώματα συμβάλλουν ιδιαίτερα στη μείωση των απαιτούμενων φορτίων για ψύξη των κτιρίων. Η μείωση των φορτίων δροσισμού υπολογίστηκε σε ποσοστό 11%.

Η πολυεπίπεδη δομή των φυτεμένων δωμάτων

Η εφαρμογή ολοκληρωμένων συστημάτων υποδομής φυτεμένων δωμάτων που πληρούν τις διεθνείς προδιαγραφές, συνδυάζουν την βελτίωση της ενεργειακής συμπεριφοράς των κτιρίων και την περιβαλλοντική αναβάθμιση.
Η πολυεπίπεδη δομή του φυτεμένου δώματος αποτελείται από επάλληλες στρώσεις εξειδικευμένων υλικών που διασφαλίζουν την σωστή λειτουργία και ενεργειακή του συμπεριφορά.
Αντιριζική Μεμβράνη. Για την διασφάλιση της αντιρριζικής προστασίας του δώματος, εφαρμόζονται συνθετικές ή ασφαλτικές μεμβράνες. Οι εξειδικευμένες μεμβράνες είναι ανθεκτικές στα οξέα και έχουν μεγάλη αντοχή σε ακραίες θερμοκρασιακές διαφορές.
Υπόστρωμα προστασίας και συγκράτησης υγρασίας. Τα υποστρώματα προστασίας από πολυεστερικές, συνθετικές ίνες που καλύπτουν την επιφάνεια των αντιρριζικών μεμβρανών προστατεύουν την οροφή από μηχανικές καταπονήσεις ενώ ταυτόχρονα λειτουργούν σαν επίπεδα αποθήκευσης νερού.
Σύστημα Αποστράγγισης. Η εφαρμογή του συστήματος αποστράγγισης έχει ως πρωταρχικό στόχο την απομάκρυνση της περίσσειας νερού. Τα φύλλα αποστράγγισης έχουν κυψελοειδή δομή με αμφίπλευρες διάτρητες εγκολπώσεις και αποσκοπούν
(i) στην διατήρηση των κατάλληλων συνθηκών αποστράγγισης που επιτρέπουν την ανάπτυξη των φυτών, (ii) στην συγκράτηση των όμβιων υδάτων και του νερού άρδευσης και σταδιακή απορρόφηση του από τα φυτά,(iii) την διαχείριση της απορρέουσας ποσότητας όμβριων υδάτων, και (iv) την διασφάλιση της κυκλοφορίας του αποθηκεμένου αέρα που επιτρέπει τον αερισμό του ριζικού συστήματος των φυτών.
Τα συστήματα αποστράγγισης είναι κατασκευασμένα συνήθως από πλαστικά ανακυκλωμένα και ανακυκλώσιμα υλικά όπως τα HD-PE / ABS. Ωστόσο για την ενίσχυση της θερμικής συμπεριφοράς τους κατασκευάζονται και από υδροφοβική διογκωμένη πολυστερίνη EPS-SE με θερμική αντίσταση που μεταβάλλεται ανάλογα με το πάχος του συστήματος από 0,7 έως 2,15 m2K/W.
Διηθητικό φίλτρο. Το διηθητικό φίλτρο κατασκευασμένο ενισχυμένο πολυπροπυλένιο εμποδίζει την ροή μικροσωματιδίων από το υπόστρωμα ανάπτυξης προς τις υποκείμενες στρώσεις.
Υπόστρωμα Ανάπτυξης Φυτών. Τα εξειδικευμένα υποστρώματα ανάπτυξης έχουν μικρό ειδικό βάρος και αποτελούνται από μεγάλο ποσοστό αδρανών υλικών διαβαθμισμένης κοκκομετρίας και φυτικής κομπόστας. Η εφαρμογή τους αποσκοπεί στην δημιουργία συνεκτικής δομής για την στήριξη των φυτών, στην δημιουργία μεγάλου πορώδους για τον αερισμό των ριζών, στην συγκράτηση νερού καθώς και στην δημιουργία των απαραίτητων φυσικών και χημικών ιδιοτήτων για την θρέψη τους.

Ενεργειακή αποτύπωση των φυτεμένων δωμάτων

Η σύγχρονη λειτουργική δομή των φυτεμένων δωμάτων σε συνδυασμό με τη βλάστηση μειώνουν τις σκληρές επιφάνειες του κτιρίου, και βοηθούν σημαντικά στην μείωση της απώλειας θερμότητας από τα κτίρια το χειμώνα, καθώς και την εισροή θερμικών φορτίων το καλοκαίρι.
Ο ρόλος της βλάστησης. Οι μονωτικές, οι ανακλαστικές αλλά και οι ιδιότητες σκίασης διαφόρων φυτών, όπως τα είδη sedum και άλλων μεσογειακών ειδών παρέχουν προστασία στις επιφάνειες κτιρίου από την έκθεση τους στην υπεριώδη ακτινοβολία και στις ανεμοπιέσεις. Η ανάπτυξη φυτοκοινωνιών στο δώμα δημιουργεί ένα στρώμα αέρα με χαμηλότερη θερμοκρασία από αυτή του περιβάλλοντος που λειτουργεί προστατευτικά στην μεταφορά θερμών αέριων μαζών.
Οι διεργασίες στο σύστημα υποδομής. Όταν το σύστημα υποδομής (αποστραγγιστική στρώση, υπόστρωμα ανάπτυξης) είναι ξηρό, το φυτεμένο δώμα λειτουργεί ως μια απλή θερμομονωτική στρώση. Η θερμική αντίσταση R του συστήματος υποδομής δεν είναι σταθερή, αλλά εξαρτάται από την συνολική αποθηκεμένη υγρασία. Τα εξειδικευμένα μείγματα ανάπτυξης φυτών, διαθέτουν μεγάλο ποσοστό αέρα (25-45%), ακόμη και κάτω από συνθήκες πλήρους κορεσμού, εξακολουθώντας να λειτουργούν ως θερμομονωτικά στρώματα.
Η υγρασία στο σύστημα υποδομής φυτεμένου δώματος αυξάνει την θερμοχωρητικότητα του απορροφώντας και αποθηκεύοντας μεγάλα ποσοστά θερμότητας. Το αποτέλεσμα είναι η δημιουργία μια ζώνης ανάσχεσης στην ημερήσια διακύμανση της θερμοκρασίας ελαχιστοποιώντας τις ακραίες θερμοκρασίες.

Τα φυτεμένα δώματα συμβάλλουν σημαντικά στην εξοικονόμηση ενέργειας μέσω της ενίσχυσης της θερμομόνωσης και της αύξησης της θερμοχωρητικότητας ανεξάρτητα από την περιεκτικότητα της υγρασίας στο φυτεμένο δώμα. Το μικρό ποσοστό υγρασίας στη δομή του φυτεμένου δώματος συμβάλει στην καλύτερη θερμομόνωση ενώ η μεγάλη περιεκτικότητα σε νερό στην αύξηση της θερμοχωρητικότητας.

Τα πράσινα δώματα αποτελούν μια σημαντική παράμετρο στην βιοκλιματική αρχιτεκτονικής και στην οικολογική δόμηση, δημιουργούν νέους υπαίθριους χώρους, αναβαθμίζουν το αστικό τοπίο και συμβάλουν στην διαμόρφωση σύγχρονων βιώσιμων πόλεων.

 

grf-sec 

Τομή Φυτεμένου Δώματος / Διπλή Θερμομόνωση

  1. Οροφή κτιρίου
  2. Φράγμα υδρατμών
  3. Θερμομόνωση
  4. Ρύσεις / Διαχωριστική στρώση
  5. Στεγανοποίηση και αντιρριζική προστασία
  6. Υπόστρωμα προστασίας SSM45 ZinCo
  7. Αποστραγγιστικό/Θερμομονωτικό σύστημα WD65 ZinCo
  8. Διηθητικό φύλλο Filtersheet SF ZinCo
  9. Υπόστρωμα ανάπτυξης φυτών
  10. Φυτικό υλικό

 

 

grf-ext pict0345

Νέο Κέντρο Ερευνών
Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης

Φυτεμένο δώμα ημιεντατικού τύπου
σε συγκρότημα κατοικιών

banco metro-instambul
Banco de Santander, Μαδρίτη

Εμπορικό Κέντρο "Meydan"
στην Κωνσταντινούπολη

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Appl, R. & Ansel, W. (2009) Green Roofs-Bringing Nature Back to Town, 2nd International Green Roof Congress, Nurtingen, May 25-27.
Dunnett, N. & Kingsbury, N. (2004). Planting Green Roofs and Living roofs. Portland: Timber Press, Inc.
Gaffin, S. (2005). Energy Balance Applied to a Comparison of White and Green Rood Cooling Efficiency, Proceedings, 2nd International of Greening roof tops for sustainable communities, Washington DC, May 4-6.
Kohler, M. (2009). Energetics aspects of green roofs, Proceedings, International Green Roof Congress, Nurtingen, May 25-27, pp. 79-86.
Kotopoulis G.(2010) Implementation of an Extensive Green Roof on the New Building of the Bank of Greece in Thessaloniki, Northern Greece. A paradigm of an efficient Mediterranean green roof, Proceedings, 3rd International Conference Palenc, September 29-October 1.
Osmundson, T. (1999). Roof Gardens History, Design and Construction. New York: W.W. Norton & Company Inc.
Roth-Kleyer, S. (2009). Green Roofs as a Module of Urban Water Management, International Green Roof Congress, Nurtingen, May 25-27, pp. 63-71.
Pledge, E. (2005). Green roofs Ecological Design and Construction. Atglen: Schiffer Books.
Santamouris M.(2001) Energy and climate in the urban built environment. London: James & James
Sfakianaki, K., Pagalou, H., Pavlou, K., Santamouris, M. & Assimakopoulos, M.N. (2007). Investigating and analyzing the thermal behavior of the "green roof system" installed in two buildings in Athens, Greece, Proceedings, 2nd PALENC Conference and 28th AIVC Conference, Crete, September 27-29.
Walker, R. (2009). Technical solutions for Intensive Greenery-Life on Roofs, Proceedings, International Green Roof Congress, Nurtingen, May 25-27, pp. 33-40.
ZinCo, Planning guide Extensive Green Roofs with System.

 

 


Copyright © 2017 egreen. Με την επιφύλαξη παντός δικαιώματος.
Σχεδίαση και Ανάπτυξη: Fork Studios