News SciTech Technology Μια βιοκλιματική προσέγγιση στην αρχιτεκτονική εκπαιδευτικών κτιρίων

Μια βιοκλιματική προσέγγιση στην αρχιτεκτονική εκπαιδευτικών κτιρίων

Έργο του Norman Foster, το Λύκειο Albert Camus (1991-1997) στο Frejus της νότιας Γαλλίας, αμφισβητεί  τη βαρύτητα του καθιερωμένου εκπαιδευτικού πρότυπου κτιρίου, με μια ευέλικτη και ανοικτή δομή. 

Ο κύριος σχεδιαστικός στόχος ήταν να γίνει η καλύτερη δυνατή χρήση οικοδομικών τεχνικών (κυρίως σε σχέση με τα υλικά), για να δημιουργηθεί  μια κτιριακή δομή που θα αερίζεται και θα θερμαίνεται σε μεγάλο βαθμό με φυσικό τρόπο. Το πιο αποτελεσματικό βιοκλιματικό διάγραμμα για το κτίριο, φάνηκε να αντιστοιχεί στο πιο προφανές λειτουργικό διάγραμμα, το οποίο αναλύεται σε μία γραμμική «οδό» που αποτελεί την «καρδιά» του σχολείου, τόσο ως ένα φυσικό σύστημα κίνησης του αέρα όσο και ως ενός κεντρικού χώρου κυκλοφορίας για τους ανθρώπους (εικ. 2).


Εικόνα 2- Ο κεντρικός άξονας της σύνθεσης (Ελένη Ανδρεαδάκη (2006), Βιοκλιματικός Σχεδιασμός – Περιβάλλον και Βιωσιμότητα. Στο βιβλίο εικ. 5.4, University Studio Press, σελ. 152.)

Το κτίριο κατασκευάστηκε με βιοκλιματικό τρόπο και με έμφαση στις κλιματικές συνθήκες της περιοχής του (μεσογειακό κλίμα), ενώ η γραμμική του μορφή εξυπηρετεί όλα τα πιο πάνω. Πρόκειται ουσιαστικά για ένα μακρύ, λεπτό, ραβδωτό, ευκλείδειο όγκο, που χωροθετείται στην πλαγιά ενός λόφου στην Κυανή Ακτή, κατά μήκος του άξονα ανατολής – δύσης (εικ. 3). Το κτίριο αποτελεί ένα έργο τέχνης που δεν κάνει προφανείς και άμεσες παραχωρήσεις στο περιβάλλον του: όπως τα έργα των Αρχαίων, φαίνεται να κάθεται σαν ένα τέλειο αντικείμενο σε ένα φυσικό τοπίο. Ωστόσο πρακτικά απέχει κατά πολύ από μία τέτοιου είδους απλοποίηση, η οποία φαίνεται μόνο εκ πρώτης όψεως. Ερχόμενος κάποιος από τον δρόμο, παρατηρεί ότι το κτίριο «διχοτομείται» απ’ αυτόν, και σε αυτό το σημείο, δημιουργείται ένας χώρος συνάθροισης, ένα είδος «πλατείας», με καφετέρια και καθίσματα, που ενεργεί ως κομβικό σημείο για τους χρήστες.
Εικόνα 3- Η χωροθέτηση του κτηρίου στο οικόπεδο, σε σχέση με προσανατολισμό του (accessed online: www.new-learn.info/packages/euleb/en/p14/)

Ο κεντρικός άξονας, που αποτελεί και την λειτουργική σπονδυλική στήλη της σύνθεσης, φωτίζεται από ανοίγματα στην κορυφή σε ύψος δύο ορόφων, ενώ στο ανώτερο επίπεδο χωροθετούνται εσωτερικά μπαλκόνια σε κάθε πλευρά, παράλληλα με γέφυρες που συνδέουν τις δύο πλευρές (εικ. 4). Αυτή η «εσωτερική οδός» κατά μήκος ανατολής – δύσης, δεν βρίσκεται ακριβώς στο κέντρο της σύνθεσης μόνο για λειτουργικούς λόγους. Στη βόρεια πλευρά του είναι μια σειρά από αίθουσες εξειδικευμένων τομέων διδασκαλίας, που χρειάζονται διάφορες μορφές τεχνικής υποστήριξης, κάτι που καθιστά αυτή την πλευρά του κτίσματος πιο πλατιά από το νότιο τμήμα, όπου υπάρχει μία σειρά αιθουσών που διατίθενται για μαθήματα γενικότερης φύσεως. Οι χώροι αυτοί προστατεύονται από τη ηλιακή ακτινοβολία με σκίαστρα που εξέχουν κλιμακωτά από την κύρια δομή του σκυροδέματος. 


Εικόνα 4- Άποψη του κεντρικού διαδρόμου ο οποίος αποτελεί τόσο λειτουργικό όσο και "βιοκλιματικό" κέντρο της σύνθεσης (accessed online: www.new-learn.info/packages/euleb/en/p14/)

Η γεωμετρία του κτιρίου υποβοηθάει τον φυσικό αερισμό, και παράλληλα, ενθαρρύνει την ροή ψυχρού αέρα – μια τεχνική που συναντάται στην παραδοσιακή αραβική αρχιτεκτονική. Η κατασκευή της δηλαδή, διαμορφώνεται ως μια σειρά από ρηχούς εγκάρσιους θόλους η οποία καμπυλώνει προς τον κεντρικό χώρο, ο οποίος έχει διπλό ύψος. Οι συγκεκριμένοι θόλοι καλύπτονται από μία καμπυλόμορφη στέγαση κατά μήκος της κατασκευής, που αποσπάται με μονωτική κατασκευή από το σκυρόδεμα, επιτρέποντας στον θερμό αέρα να φεύγει από τις μαρκίζες στην κορυφή, ενώ την ίδια στιγμή προστατεύει τους θόλους σκυροδέματος από τον ήλιο.

Εικόνα 5- Τομή στην οποία φαίνεται ο αερισμός του κτηρίου μέσω του κεντρικού διαδρόμου (accessed online: www.fosterandpartners.com)

Μία περαιτέρω ενίσχυση του βιοκλιματικού χαρακτήρα του κτιρίου, είναι η «ηλιακή καμινάδα», που έχει ως αποτέλεσμα την έξοδο του θερμού αέρα από τις γρίλιες εξαερισμού στην κορυφή του κεντρικού διαδρόμου. Βλέποντας δηλαδή την εγκάρσια τομή του κτίσματος, παρατηρούμε ότι ουσιαστικά αποτελεί ένα σύστημα που ενθαρρύνει τη μεταφορά των θερμικών φορτίων από κάτω προς τα πάνω. Οι φεγγίτες στην κορυφή του κεντρικού άξονα του κτιρίου, είναι ανοιχτοί κατά το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου, εκτός από το χειμώνα (εικ. 4 και 5). Οι πλευρές των φεγγιτών μπορούν να ανοίξουν χωριστά και να ανταποκριθούν καλύτερα σε διαφορετικής κατεύθυνσης ανέμους. 


Εικόνα 6- Τα σκίαστρα της νότιας όψης (accessed online: www.new-learn.info/packages/euleb/en/p14/)

Η νότια όψη προστατεύεται από την ηλιακή ακτινοβολία με σκίαστρα κατά μήκος της, τα οποία παρέχουν ευρεία σκίαση ενώ αποτελούν ένα εξωτερικό σύστημα παθητικής προστασίας του συγκροτήματος, κάτι απαραίτητο δεδομένου του θερμού κλίματος της περιοχής. Λόγω των διάτρητων μεταλλικών σκιάστρων, δημιουργείται ένα ιδιαίτερο εσωτερικό περιβάλλον για τις νότιες τάξεις γενικής εκπαίδευσης του ισογείου, λόγω της διάσπασης του ηλιακού φωτός που εισέρχεται σε αυτές (εικ. 6 και 7). Πέραν των νότιων αιθουσών, ο προσανατολισμός του κτιρίου, τα μεγάλα υαλοστάσια και η γενικότερη επιλογή υλικών, έχουν ως αποτέλεσμα ένα ευχάριστο οπτικό περιβάλλον για τους χρήστες. Παράλληλα, οι φεγγίτες στην κορυφή του κεντρικού άξονα αφήνουν το φως να εισέλθει στο κτίριο, και μέσω μεγάλων εσωτερικών ανοιγμάτων η πλειονότητα των εσωτερικών χώρων και αιθουσών διδασκαλίας του κτιρίου φωτίζονται φυσικά, με άμεση είτε με διάχυτη ηλιακή ακτινοβολία.

Εικόνα 7- Λεπτομέρεια των νότιων σκιάστρων (accessed online: www.new-learn.info/packages/euleb/en/p14/)

Η κύρια δομή του κτιρίου αποτελείται από σιδηροπαγές σκυρόδεμα, κάτι που επιλέχθηκε από τους αρχιτέκτονες τόσο ως μια τεχνική η οποία προσφέρει υψηλή θερμική μάζα, όσο και ως ένας τρόπος βιώσιμης διαχείρισης των εγχώριων υλικών και τεχνογνωσιών, κάτι που αποτελεί ένα σημαντικό κομμάτι των αρχών του ευρύτερου περιβαλλοντικού σχεδιασμού. Καθ’ όλη την έκταση του έργου, επιλέχθηκαν υλικά που είναι συμβατά με το κλίμα και εκμεταλλεύονται την τοπική τεχνογνωσία κατασκευής, κάτι που επιδεικνύεται κυρίως από τον σκελετό εμφανούς σκυροδέματος, που αποτελείται από επαναλαμβανόμενα στοιχεία, συνεχίζοντας έτσι την παράδοση του γαλλικού επί τόπου σκυροδέματος υψηλής ποιότητας. Η ψηλή θερμική του μάζα, επιβραδύνει το ρυθμό μεταβολής της θερμοκρασίας στο εσωτερικό του κτιρίου, ενισχύοντας την ικανότητά του να μπορεί να ψύχεται φυσικά χωρίς μηχανική υποστήριξη.

Σχετικά με τα τεχνικά συστήματα του κτιρίου, όλες οι βιοκλιματικές πρακτικές που εφαρμόστηκαν από τον Foster, οδήγησαν στην μειωμένη χρήση τους. Συγκεκριμένα, το εσωτερικό του κεντρικού άξονα του κτιρίου δεν θερμαίνεται μηχανικά, αλλά μόνο με τους προαναφερθέντες βιοκλιματικούς τρόπους. Ταυτόχρονα, οι αίθουσες που βρίσκονται στις δύο πλευρές του, έχουν μεγάλα παράθυρα τόσο προς το εσωτερικό όσο και το εξωτερικό, κάτι που διευκολύνει τον έλεγχο του φυσικού αερισμού τους, άρα μειώνει την εξάρτηση από τεχνικά μέσα. Οι μόνοι χώροι που απαιτούν συνεχή τεχνική υποστήριξη, είναι το εστιατόριο και τα εργαστήρια, τα οποία αερίζονται και ψύχονται μηχανικά.

Όλες οι πιο πάνω παθητικές και ενεργητικές στρατηγικές σχεδιασμού, οδήγησαν στην ψηλή ενεργειακή απόδοση του κτιρίου. Συγκεκριμένα, το κτήριο έχει συνολική κατανάλωση ενέργειας 190 kWh/τ.μ./έτος, τη στιγμή που ο εθνικός μέσος όρος συνολικής κατανάλωσης ενέργειας για παρομοίου τύπου κτίρια στην Γαλλία, ήταν 230 kWh/τ.μ./έτος (εικ. 8).

Εικόνα 8- Γράφημα της ενεργειακής κατανάλωσης του κτηρίου (accessed online: www.new-learn.info/packages/euleb/en/p14/)

Τελειώνοντας, παρατηρείται ότι ο αρχιτέκτονας του κτιρίου χρησιμοποίησε τα βιοκλιματικά χαρακτηριστικά, ως εργαλεία καθορισμού της μορφής του κτιρίου, κάτι που θα μπορούσε να ταυτιστεί με κάποιου είδους μοντερνιστική φιλοσοφία. Αυτό αναδεικνύεται από πολλά στοιχεία, με εξέχουσα την κίνηση της ταύτισης το κυρίαρχου λειτουργικού χαρακτηριστικού της αρχιτεκτονικής ιδέας του σχολείου, του διαδρόμου, με το χώρο από τον οποίο θα γίνεται η εκτόνωση των οι θερμών μαζών κατά το καλοκαίρι. Το λύκειο στο Frejus, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως παράδειγμα σχεδιασμού βιοκλιματικού κτιρίου, με την έννοια ότι δεν αποτελεί απλά την εκπλήρωση μίας «λίστας» χαρακτηριστικών και βιοκλιματικών απαιτήσεων, αλλά η ομάδα αυτή των χαρακτηριστικών, συνέταξε την κεντρική του ιδέα. 

Κωνσταντίνος Βασιλειάδης, PhD UCy
Διπλ. Αρχιτέκτων Μηχανικός Α.Π.Θ.
costas@vassiliades-architects.com
www.vassiliades-architects.com

Πηγές:

  • Ελένη Ανδρεαδάκη (2006), Βιοκλιματικός Σχεδιασμός – Περιβάλλον και Βιωσιμότητα. Στο βιβλίο Κεφάλαιο Δ’, Παραδείγματα, Λύκειο Lyon Γαλλία, University Studio Press, σελ. 151.
  • Andrea Compagno (2002), Intelligente Glasfassaden: Material, Anwendung, Gestaltung. Στο βιβλίο Single Skin Facades, Birkhauser – Publishers for Architecture, σελ. 132.
  • http://www.fosterandpartners.com/Projects/0528/
  • http://www.thefreelibrary.com/Foster+in+Frejus.-a017085352
  • http://learn.greenlux.org/packages/euleb/en/p14/index_2.html

Κεντρική εικόνα - Άποψη του Λυκείου Albert Camus (accessed online: www.fosterandpartners.com)

Top