Σάββατο, 31 Αυγούστου 2013

ΦΥΤΕΜΕΝΟ ΔΩΜΑ ΜΙΑ ΔΥΣΚΟΛΗ ΑΠΟΦΑΣΗ

ΦΥΤΕΜΕΝΟ ΔΩΜΑ ΜΙΑ ΔΥΣΚΟΛΗ ΑΠΟΦΑΣΗ

Το "φυτεμένο δώμα" αποτελεί τύπο "πράσινης στέγης" και ορίζεται ως η οριζόντια επιστέγαση κτιρίου που σε ένα μέρος ή στο σύνολο της επιφάνειάς της καλύπτεται με χώμα στο οποίο αναπτύσσονται φυτά.
 

 
Τα φυτεμένα δώματα αποτελούν εργαλείο της λεγόμενης “βιώσιμης αρχιτεκτονικής” (sustainable architecture) στο μέτρο που συμβάλλουν στη βελτίωση της ενεργειακής και περιβαλλοντικής συμπεριφοράς των κτιρίων στα οποία εφαρμόζονται. Τα φυτεμένα δώματα, όπως και όλα τα εργαλεία σχεδιασμού και κατασκευής βιώσιμων κτιρίων, έχουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Πρωταρχικό κριτήριο αξιολόγησης των πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων τους είναι οι κλιματικές και εν γένει περιβαλλοντικές συνθήκες του τόπου αναφοράς.

Το άρθρο εξετάζει τις συνέπειες που έχουν τα φυτεμένα δώματα για την ενεργειακή και περιβαλλοντική συμπεριφορά των κτιρίων στα οποία εφαρμόζονται. Έμφαση δίνεται στο σχολιασμό των ιδιοτήτων τους με γνώμονα τις ιδιαίτερες περιβαλλοντικές συνθήκες στην Ελλάδα.
Κύρια χαρακτηριστικά των φυτεμένων δωμάτων.
Τα τεχνικά χαρακτηριστικά των φυτεμένων δωμάτων διαφέρουν από κτίριο σε κτίριο. Θεωρητικά, κάθε τύπος δώματος θα μπορούσε να λειτουργήσει ως υπόβαθρο φυτεμένου δώματος υπό τις εξής τρεις βασικές προϋποθέσεις:

α. Είναι στατικά επαρκής να δεχθεί τα πρόσθετα φορτία του χώματος και των
    φυτεύσεων.
β. Έχει καλή υδατοστεγανότητα και υγρομόνωση ώστε να εξασφαλίζει την
    προστασία της κατασκευής από τα νερά και τις υψηλές τιμές υγρασίας που
    συνδέονται με την ανάπτυξη και συντήρηση των φυτεύσεων. 
γ. Είναι ανθεκτικός σε βιολογικούς και χημικούς παράγοντες που συνδέονται
    με την ανάπτυξη και συντήρηση των φυτεύσεων (π.χ. ρίζες, ζωύφια,
    φυτοφάρμακα).

Η (απλοποιημένη) διαστρωμάτωση ενός τυπικού φυτεμένου δώματος, ξεκινώντας από την πλάκα του μπετόν, περιλαμβάνει τη θερμομόνωση, τη στρώση κλίσεων, την υγρομόνωση και, πάνω από αυτή, ένα αποστραγγιστικό στρώμα και το χώμα με τις φυτεύσεις. Συνήθως, το αποστραγγιστικό στρώμα (drainage) παρεμβάλλεται μεταξύ μιας στρώσης διήθησης του νερού (π.χ. γεωύφασμα) και μιας στρώσης συγκράτησης των ριζών. Η περιγραφή ταιριάζει σε ένα τυπικό "θερμό" λεγόμενο, βατό δώμα όπου το δάπεδο αντικαθίσταται από το χώμα με τις φυτεύσεις και τις μονώσεις που υποστηρίζουν τη "λειτουργία" του.
 
Ιδιότητες φυτεμένων δωμάτων
Στα φυτεμένα δώματα αποδίδονται πολλές και ενδιαφέρουσες ιδιότητες που συνδέονται με την ενεργειακή και περιβαλλοντική συμπεριφορά των κτιρίων στα οποία εφαρμόζονται.
Μια σύνοψη των ιδιοτήτων που αναφέρονται σε διάφορες πηγές (κυρίως από την τεχνική βιβλιογραφία) προτείνει για αυτά ότι:

    •    προσφέρουν καλή θερμομόνωση
    •    προσθέτουν θερμική μάζα στο κέλυφος
    •    αποβάλουν ευκολότερα τη θερμότητα
    •    μειώνουν τον κίνδυνο πλημμύρας σε περίπτωση ραγδαίας
        βροχόπτωσης
    •    προσφέρουν προστασία από την ηλιακή ακτινοβολία
    •    προσφέρουν καλή ηχομόνωση
    •    βελτιώνουν την αισθητική του κτιρίου
    •    μειώνουν την ατμοσφαιρική ρύπανση
    •    δροσίζουν τον αέρα
    •    προσφέρουν ευχάριστο περιβάλλον (π.χ. για ελεύθερο χρόνο)
    •    αποτελούν καταφύγιο πανίδας
Εξετάζοντες τις ιδιότητες αυτές, παρατηρούμε:   
Η θερμομονωτική ικανότητα του χώματος δεν είναι μεγάλη. Ο συντελεστής
θερμικής αγωγιμότητάς του, ανάλογα με τη σύσταση και την
περιεκτικότητά του σε υγρασία, κυμαίνεται από 0,3 μέχρι 1,5 W/mK όταν
ένα απλό θερμομονωτικό υλικό (π.χ. πολυστερίνη) έχει αντίστοιχο
συντελεστή περίπου 0,03 W/mK. Ώστε, η όποια συνεισφορά του χώματος
που φιλοξενεί τις φυτεύσεις του δώματος στη θερμομόνωσή του είναι
αμελητέα, συγκρίσιμη με αυτή των λοιπών μη μονωτικών δομικών υλικών
(π.χ. των υλικών της στρώσης διαμόρφωσης κλίσεων) και, εν πάσει
περιπτώσει, μπορεί να ισοφαριστεί με μικρή αύξηση του πάχους των
συμβατικών θερμομονωτικών υλικών του υπόβαθρου. Επί πλέον, η
αποσπασματική ενίσχυση της θερμομόνωσης του κελύφους ενός κτιρίου σε
τμήματά του είναι αμφίβολης αποτελεσματικότητας.   

Η μεγάλη θερμική μάζα, ως ιδιότητα του κελύφους ενός κτιρίου, δεν είναι a
priori ευεργετική για την ενεργειακή συμπεριφορά του. Πάντως, στην
περίπτωση που είναι επιθυμητή, η αύξηση της θερμικής μάζας του
δώματος που προκύπτει από τη μάζα των χωμάτων που φιλοξενούν τις
φυτεύσεις, είναι μικρής αξίας στο μέτρο που συμβαίνει εξωτερικά της
θερμομόνωσης. Αλλά, ακόμη και αν παραβλέψουμε αυτό το γεγονός, η
θερμοχωρητικότητα του χώματος κυμαίνεται σε τιμές που δε διαφέρουν
σημαντικά από τις αντίστοιχες των συμπαγών, συμβατικών δομικών υλικών
(για παράδειγμα, μόνο με υψηλά ποσοστά υγρασίας ξεπερνά τη
θερμοχωρητικότητα του τσιμέντου). Ώστε, ως υλικό αύξησης της θερμικής
μάζας δεν παρουσιάζει κάποιο πλεονέκτημα. Μάλιστα, θα μπορούσε
κάποιος να ισχυριστεί ότι η αύξηση της θερμικής μάζας του δώματος που
προκαλείται από τη μάζα των χωμάτων που φιλοξενούν τις φυτεύσεις είναι
συγκρίσιμη με αυτή που θα προκαλούσε το δάπεδο του δώματος αν αυτό
δεν ήταν φυτεμένο, αλλά απλά βατό.  

Πολλοί κατατάσσουν τα φυτεμένα δώματα στην κατηγορία των "ψυχρών"
λεγόμενων δωμάτων επικαλούμενοι ότι ανακλούν μεγάλο μέρος της
προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας και ευνοούν την αποβολή
θερμότητας. Σχετικά, αξίζει να σημειώσουμε ότι ένα ψυχρό δώμα έχει
θετική συνεισφορά στο ενεργειακό ισοζύγιο του κτιρίου κατά τη θερμή
περίοδο, όταν δεν είναι ευπρόσδεκτα τα μεγάλα θερμικά φορτία που
δέχεται από τον ήλιο, και αρνητική κατά την ψυχρή περίοδο. Επί πλέον,
ορισμένες συμπεριφορές των ψυχρών δωμάτων αντιστρατεύονται την
απόδοσή τους ως στοιχείων θερμικής μάζας. Εν πάσει περιπτώσει, αν
δεχθούμε ότι για τα κλιματικά δεδομένα στην Ελλάδα τα ψυχρά δώματα
αποτελούν, από ενεργειακής άποψης, εύστοχη επιλογή, αξίζει να
εξετάσουμε σε ποιο βαθμό τα φυτεμένα δώματα ανήκουν σε αυτή την
κατηγορία. Σχετικά, η ψύξη των φυτεμένων δωμάτων μπορεί να
δικαιολογηθεί ως αποτέλεσμα:
(α) της υψηλής ανακλαστικότητας των υλικών,
(β) της σκίασης από το φύλλωμα και
(γ) της εξατμισοδιαπνοής που λαμβάνει χώρα στην επιφάνεια του φυλλώματος.
Ειδικότερα:
α. Η λευκάγεια (albedo) ως μέτρο της ανακλαστικότητας των επιφανειών των υλικών των φυτεμένων δωμάτων δεν είναι υψηλή. Τόσο το γυμνό χώμα όσο και η βλάστηση σε διάφορες μορφές έχουν τιμές λευκάγειας μικρότερες από την αντίστοιχη των περισσότερων υλικών επικάλυψης στεγών (π.χ. κεραμίδια) και σημαντικά μικρότερες από τις τελικές επικαλύψεις των τυπικών ψυχρών δωμάτων.
 
β. Η σκίαση που προκαλείται από το φύλλωμα των φυτεμένων δωμάτων εμποδίζει τις ακτίνες του ήλιου να προσπέσουν στην επιφάνεια του χώματος και να το θερμάνουν. Η διεργασία αυτή, πράγματι, αποδίδει όταν το φύλλωμα είναι πυκνό. Όμως, το πυκνό φύλλωμα έχει και αντίθετο αποτέλεσμα στο μέτρο που "εγκλωβίζει" την όποια θερμότητα συσσωρεύεται από κάτω του εμποδίζοντας την ακτινοβόλησή της και την κυκλοφορία του αέρα για την απομάκρυνσή της (πρόκειται για το συμπληρωματικό του "φαινομένου του θερμοκηπίου" μηχανισμό που συνεπάγεται υψηλές θερμοκρασίες στο εσωτερικό των θερμοκηπίων).
 
γ. Η εξατμισοδιαπνοή στο φύλλωμα καθώς και η εξάτμιση της υγρασίας του (υγρού) χώματος ενός φυτεμένου δώματος είναι εσώθερμες διεργασίες, δηλαδή, απορροφούν θερμότητα από το περιβάλλον μειώνοντας έτσι τη θερμοκρασία του. Ως αποτέλεσμα, οι επιφάνειες των φυτεμένων δωμάτων (φυτών και χώματος), καθώς και ο αέρας κοντά σε αυτές, είναι σχετικά ψυχρές. Η προκαλούμενη ψύξη που, ανάλογα με την ένταση των φαινομένων αλλά και τις επικρατούσες συνθήκες, μπορεί να φτάσει και μερικούς °C, είναι αμφίβολο ότι, πρακτικά, επηρεάζει τους εσωτερικούς χώρους του κτιρίου. Αυτό υποστηρίζεται αφενός από το γεγονός ότι οι διεργασίες θερμικής μετάβασης στο οριακό στρώμα (δηλαδή οι ανταλλαγές θερμότητας μεταξύ της επιφάνειας των δομικών στοιχείων και του αέρα) δεν αποτελούν ισχυρό μηχανισμό μετάδοσης θερμότητας και αφετέρου, κυρίως, επειδή η όποια ψύξη συμβαίνει σε στρώσεις εξωτερικά της θερμομόνωσης. Ακόμη, θα πρέπει να υπολογίσουμε ότι ο ψυχρότερος, λόγω της εξατμισοδιαπνοής, αέρας στην επιφάνεια του δώματος απομακρύνεται, ακόμη και από μικρής ταχύτητας ρεύματα αέρα που κυκλοφορεί μεταξύ των φυλλωμάτων, συμβάλλοντας έτσι στη διάχυση του ψύχους σε ευρύτερη έκταση.
 
Ένα φυτεμένο δώμα, σε περίπτωση ραγδαίας βροχόπτωσης, απορροφά μέρος του νερού και βοηθά στην εξομάλυνση της απορροής του. Η ιδιότητα αυτή είναι χρήσιμη στην περίπτωση που το σύστημα απορροής του δώματος (κατανομή και διατομές υδρορροών) δεν είναι ικανό να ανταποκριθεί σε υψηλές παροχές βροχόπτωσης. Πάντως, σε ραγδαίες βροχοπτώσεις, αυξάνει ο κίνδυνος οι παρασύρσεις των χωμάτων να φράξουν τα στόμια των υδρορροών απορροής.

Η προστασία από την ηλιακή ακτινοβολία και πιο ειδικά από την υπεριώδη ακτινοβολία που προσφέρει το φυτεμένο δώμα στο υπόβαθρό του, έχει αξία μόνο για τις μονώσεις (θερμομόνωση, υγρομόνωση) και μόνο για την περίπτωση που διαφορετικά (αν δηλαδή δεν υπήρχε η φυτεμένη επικάλυψη) αυτές θα έμεναν εκτεθειμένες. Η εκδοχή όμως των εκτεθειμένων μονώσεων συνιστά κατασκευαστική ατέλεια. Κάθε τύπος δώματος οφείλει να έχει μια επικάλυψη (π.χ. δάπεδο, κροκάλες) που να προστατεύει αποτελεσματικά τις μονώσεις του από τις περιβαλλοντικές επιδράσεις.  
Παρόλο που η οροφή ενός κτιρίου είναι η λιγότερο εκτεθειμένη σε θορύβους πλευρά του, η ηχομόνωσή της είναι χρήσιμη. Σε ειδικές μάλιστα περιπτώσεις είναι και επιβεβλημένη (π.χ. κοντά σε αεροδρόμια για το θόρυβο των αεροπλάνων). Τα φυλλώματα, γενικώς, όταν παρεμβάλλονται στη διάδοσή των ηχητικών κυμάτων, προσφέρουν εξαιρετική ηχομόνωση. Επίσης, και το στρώμα του χώματος του φυτεμένου δώματος προσφέρει λόγω της πορώδους υφής του ηχομόνωση, ιδιαίτερα από περιβαλλοντικούς θορύβους υψηλότερων συχνοτήτων. Πάντως, η ηχομονωτική ικανότητα των στοιχείων του φυτεμένου δώματος (φυτά και στρώμα χώματος) μπορεί να ισοφαριστεί με αύξηση του πάχους αντίστοιχων από πλευράς ηχομονωτικής συμπεριφοράς στρώσεων συμβατικών δωμάτων (π.χ. θερμομόνωσης) ενώ το αποτέλεσμα θα μπορούσε να είναι ακόμη καλύτερο με την εφαρμογή κατάλληλων, ειδικών ηχομονωτικών στρώσεων.
 
Tα παραπάνω σχόλια γεννούν αμφιβολίες για τη συνεισφορά των φυτεμένων δωμάτων στη διαχείριση των περιβαλλοντικών επιδράσεων στο κτίριο. Μολονότι οι αντίστοιχες ιδιότητές γενικά ισχύουν, η αποτελεσματικότητά τους είναι μάλλον μικρή, σε κάποιες περιπτώσεις ασαφής ή εκδηλώνεται υπό προϋποθέσεις. Ακόμη, θα μπορούσαμε να εντοπίσουμε ιδιότητες με αρνητική συμβολή στη διαμόρφωση της ενεργειακής και περιβαλλοντικής συμπεριφοράς των κτιρίων (π.χ. υψηλή υγρασία, κίνδυνος πυρκαγιάς, παράσυρση σαθρών υλικών από τον άνεμο και τα νερά). Αξιοσημείωτο είναι επίσης το γεγονός ότι ορισμένες από τις επιθυμητές ιδιότητες των φυτεμένων δωμάτων μπορούν να εξυπηρετηθούν, ίσως και καλύτερα, με πιο συμβατικές επιλογές.

Στις παρατηρήσεις αυτές αξίζει να συμπληρώσουμε ότι ένα φυτεμένο δώμα έχει υψηλό κόστος κατασκευής και χρειάζεται συντήρηση (π.χ. πότισμα, κηπουρικές εργασίες). Η συντήρηση συνεπάγεται τρέχον κόστος και πρόσθετες απαιτήσεις (εξοπλισμός, αποθηκευτικός χώρος κλπ) αλλά και, ενδεχόμενα, σε κάποιες περιπτώσεις, εξειδικευμένες γνώσεις (π.χ. για αντιμετώπιση ασθενειών φυτών). Ακόμη, θα πρέπει να υπολογίσουμε ότι το φυτεμένο δώμα, ως σύνθετη κατασκευή με αλλεπάλληλες μονωτικές στρώσεις, έχει αυξημένο κίνδυνο αστοχιών, αυξημένη δυσκολία επιδιορθώσεων και μη προβλέψιμες συμπεριφορές στη λειτουργία του ως κέλυφος του κτιρίου. Η τελευταία παρατήρηση σε συνδυασμό με τη μεταβλητότητα στη συμπεριφορά του (ως αποτέλεσμα μεταβολών στο φύλλωμα, στα ποσοστά υγρασίας κλπ) περιορίζει ακόμη περισσότερο τη δυνατότητα πρόβλεψης και προσομοίωσής της.

Σε αντίθεση με τις ιδιότητες των φυτεμένων δωμάτων που αφορούν τη διαχείριση των περιβαλλοντικών επιδράσεων στα κτίρια (θερμότητα, ηλιακή ακτινοβολία κλπ), η δεύτερη κατηγορία ιδιοτήτων, που αφορά συνεισφορά τους στην ποιοτική αναβάθμιση του περιβάλλοντος, είναι αδιαμφισβήτητη. Τα φυτεμένα δώματα αυξάνουν το πράσινο σε ένα τόπο συμβάλλοντας έτσι στη βελτίωση του τοπικού μικροκλίματος. Η συμβολή τους συνίσταται σε απορρύπανση του αέρα, δροσισμό, απορρόφηση του περιβαλλοντικού θορύβου και μείωση της ταχύτητας του ανέμου. Συνεισφέρουν ακόμη στην αισθητική αναβάθμιση του τοπίου και προσφέρουν περιβάλλον για αναψυχή και καταφύγιο πανίδας. Οι ιδιότητες αυτές είναι ιδιαίτερα χρήσιμες σε αστικό περιβάλλον όπου οι "θεραπευόμενοι" παράγοντες είναι συχνά επιβαρυμένοι. Μάλιστα, σε ανάλογο περιβάλλον, η εφαρμογή και διάδοσή τους αναμένεται να είναι πολλαπλάσια ωφέλιμη εφόσον ακολουθεί ένα ευρύτερο σχεδιασμό αύξησης του αστικού πράσινου.

Τα οφέλη που συνεπάγονται τα φυτεμένα δώματα για το περιβάλλον αντιστοιχούν κατά βάση στο πράσινο που αναπτύσσεται σε αυτά. Με αυτό το δεδομένο, αξίζει να διερευνηθούν εναλλακτικές επιλογές που ενδεχόμενα θα περιόριζαν κάποια από τα προβλήματα που αναφέρθηκαν. Σε μη αστικό περιβάλλον, παρόμοιες επιλογές είναι πιο εύκολες (π.χ. δημιουργία κήπων, φύτεμα δένδρων). Αλλά, ακόμη και σε αστικό περιβάλλον, η καλλιέργεια φυτών σε γλάστρες και ζαρντινιέρες μπορεί να προσφέρει πολλά από τα πλεονεκτήματα των φυτεμένων δωμάτων και παράλληλα να μειώσει τα μειονεκτήματά τους.
     
Συμπεράσματα
Συνοψίζοντας τα παραπάνω, μπορούμε να προτείνουμε ότι τα φυτεμένα δώματα δεν αποτελούν πάντοτε καλή επιλογή στέγασης για τα ίδια τα κτίρια στα οποία εφαρμόζονται. Η ανάλυση που προηγήθηκε, χωρίς να είναι επιστημονικά άρτια, υποστηρίζει την εκτίμηση ότι τα όποια πλεονεκτήματα προσφέρουν δεν υπερτερούν σαφώς των μειονεκτημάτων τους.
 
Αντίθετα, αποτελούν καλή λύση για το ρόλο τους στην ποιοτική αναβάθμιση του περιβάλλοντος, ιδιαίτερα του αστικού, όπου τα περιθώρια για ανάπτυξη πράσινου είναι περιορισμένα.  

Εν τοιαύτει περιπτώσει, τα φυτεμένα δώματα συνιστούν, κυρίως, πρωτοβουλίες οικολογικής συνείδησης και κατ' επέκταση κοινωνικής προσφοράς και σαν τέτοια μάλλον πρέπει να αντιμετωπίζονται.


Νίκος Παπαμανώλης
Αν. Καθηγητή Αρχιτεκτονικής Πολυτεχνείου Κρήτης


πηγη:.econ3.gr

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου