{h1}
άρθρα

Μέτρα αναπροσαρμογής για ιστορικά κτίρια και πόλεις

Anonim

Το άρθρο αυτό εμφανίστηκε αρχικά στο πλαίσιο 142, που δημοσιεύτηκε από το Ινστιτούτο Διατήρησης Ιστορικών Κτιρίων τον Νοέμβριο του 2015. Καταγράφηκε από τους Carsten Hermann και Dennis Rodwell.


Ένα σχέδιο της ΕΕ ερευνά την ενεργειακή απόδοση και τη βιωσιμότητα των ευρωπαϊκών ιστορικών αστικών περιοχών και διερευνά μέτρα και εργαλεία για να επιφέρει σημαντικές βελτιώσεις.

[image: Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας και Οικονομικών της Βουδαπέστης, κτίριο μελέτης περίπτωσης για το προηγμένο σύστημα διπλού παραθύρου (Φωτογραφία: Dennis Rodwell)]

Το EFFESUS (το ακρωνύμιο για την «Ενεργειακή απόδοση για τις ιστορικές περιοχές της ΕΕ») είναι ένα ευρωπαϊκό ερευνητικό πρόγραμμα που εστιάζεται στις βελτιώσεις της ενεργειακής απόδοσης σε κλίμακα ιστορικών περιοχών που είναι συμβατές με την προστασία της αξίας της κληρονομιάς τους. Με τη συγχρηματοδότηση της Ευρωπαϊκής Επιτροπής [1], το τετραετές πρόγραμμα, στο οποίο συμμετέχουν 23 εταίροι από 13 χώρες, διαρκεί μέχρι το επόμενο έτος.

Από την αρχή, το σχέδιο EFFESUS αναγνώρισε ότι οι οικονομίες κλίμακας θα μπορούσαν να προβλεφθούν καλύτερα εξετάζοντας πέρα ​​από την περιορισμένη έκταση της καθορισμένης κληρονομιάς (η οποία ποικίλλει ανάλογα με τη χώρα μεταξύ δύο και τεσσάρων τοις εκατό των κτιρίων) τοις εκατό του ευρωπαϊκού οικοδομικού αποθέματος που χτίστηκε πριν από το 1945 - την ημερομηνία λήξης που χρησιμοποιήθηκε στο EFFESUS. Αυτό μεγιστοποιεί το ενεργειακά αποδοτικό και δημιουργικό δυναμικό επαναχρησιμοποίησης ενός ευρέος ορισμού της αστικής κληρονομιάς, επιτρέποντας έτσι την εύκολη μεταφορά τεχνολογιών εκσυγχρονισμού και την αναβάθμιση των μέτρων προσαρμογής. Επιπλέον, πολλές κατάλληλες τεχνολογίες για την παραγωγή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και τη διαχείριση της ενέργειας καθίστανται εφικτές μόνο σε αστική κλίμακα, ανεξάρτητα από το αν μεμονωμένα στοιχεία ή περιοχές χαρακτηρίζονται ως κληρονομιά.

Οι γενικοί στόχοι του έργου EFFESUS είναι τριπλοί: ανάπτυξη μιας ποικιλίας τεχνολογιών ειδικά κατάλληλων για χρήση σε ιστορικές περιοχές. να δημιουργήσει ένα εργαλείο λογισμικού για τη στήριξη της στρατηγικής λήψης αποφάσεων. και για την παροχή εκπαίδευσης και κατάρτισης σχετικά με τον εκσυγχρονισμό των ιστορικών αστικών περιοχών και των κτιρίων τους. Τα εκσυγχρονισμένα μέτρα που αναπτύσσονται εμπίπτουν σε τρεις πτυχές: τεχνολογίες για την ανακαίνιση δομικών υλικών και υπηρεσιών κτιρίων. προηγμένα συστήματα διαχείρισης ενέργειας · και συστήματα για την παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές εντός ιστορικών πόλεων. Όλες οι τεχνολογικές εξελίξεις στο πλαίσιο του έργου EFFESUS δοκιμάζονται σε περιπτωσιολογικές μελέτες σε επτά ιστορικές πόλεις της Ευρώπης: Benediktbeuern (νότια του Μονάχου), Βουδαπέστη, Γένοβα, Γλασκόβη, Κωνσταντινούπολη, Σαντιάγο ντε Κομποστέλα και Βίσμπι.

Από τα μέτρα πολλαπλής ανακατασκευής, το άρθρο αυτό επικεντρώνεται σε τρία μέτρα που είναι ιδιαίτερα κατάλληλα σε ένα βρετανικό πλαίσιο: πρώτον, ένα μονωτικό ασβέστη για εξωτερική χρήση ως εσωτερική επικάλυψη ή σαν γύψος. αφετέρου, μια μόνωση από πλέγμα αεροφυλακίου για τη συμπλήρωση κοιλοτήτων πίσω από τα υπάρχοντα τελειώματα τοίχων, όπως ο σοβάς σε πηχάκια ή η στεγνή επένδυση από γυψοσανίδες. και, τρίτον, ένα προηγμένο σύστημα παραθύρων με ενσωματωμένες βαλβίδες παροχής αέρα και σκιάστρες που συνδέονται με ένα σύστημα διαχείρισης κτιρίων. Και τα τρία μέτρα έχουν εγκατασταθεί σε κτήρια μελέτης περιπτώσεων σε Benediktbeuern, Glasgow και Βουδαπέστη, με την υποστήριξη των τοπικών εταίρων της κοινοπραξίας, της γαλλικής εταιρείας διατήρησης κτιρίων SAS Gouas, του βρετανικού συμβούλου κληρονομιάς Dennis Rodwell και της ιρλανδικής εταιρείας συμβούλου ενεργειακής απόδοσης DWEcoCo Ltd.

Για το EFFESUS αναπτύχθηκε ένα νέο μονωτικό ασβέστη από τον ολλανδικό εταίρο Bofimex. Κατά την έναρξη του έργου EFFESUS εξετάστηκαν διάφορα μονωτικά κονιάματα, εκ των οποίων κανένας δεν βασίστηκε σε ασβεστοκονίαμα. Ενώ οι εγγενείς ιδιότητες υλικών των ασβεστοκονιάματος, ιδιαίτερα η μικρότερη αντοχή τους και η υψηλότερη διαπερατότητα ατμών και η απορρόφηση υγρασίας σε σύγκριση με κονιάματα με βάση το τσιμέντο, τα καθιστούν ιδιαίτερα κατάλληλα για χρήση με ιστορική τοιχοποιία, οι θερμομονωτικές τους ιδιότητες είναι ελλιπείς.

Το κονίαμα Bofimex, ISOCAL, βασίζεται σε φυσικό υδραυλικό ασβέστη (NHL), σε συνδυασμό με εξωθημένα σφαιρίδια πολυστυρενίου ως μονωτικά και άλλα πρόσθετα. Ως κονίαμα, χρησιμοποιείται ένα NHL 5, το οποίο είναι ένα κονίαμα υψηλότερης αντοχής στην περιοχή NHL. Ωστόσο, επειδή η περιεκτικότητα σε πολυστυρένιο είναι μέχρι 80%, το προκύπτον κονίαμα είναι ουσιαστικά ασθενέστερο και πιο διαπερατό από τα κανονικά κονιάματα NHL 5, καθιστώντας το νέο προϊόν πιο κατάλληλο για χρήση ως πινέλο και γύψο για ιστορική τοιχοποιία.

Το νέο κονίαμα δοκιμάστηκε πρώτα στα εργαστήρια του γερμανικού εταίρου κοινοπραξίας MPA Stuttgart, του ινστιτούτου δοκιμών υλικών του Πανεπιστημίου της Στουτγάρδης. Στη συνέχεια, διεξήχθη μια δοκιμή από άλλο γερμανό εταίρο, Fraunhofer-Gesellschaft, στην υπαίθρια περιοχή δοκιμών στο Holzkirchen του Ινστιτούτου Φυσικής των Κτιρίων, όπου υπάρχει ήδη δοκιμαστικός ξυλότυπος. Η μονωτική επίστρωση εφαρμόστηκε στο τοίχο προς τα δυτικά, σε ένα πάνελ πλήρωσης από τούβλα τοποθετημένο στο πλαίσιο της ξυλείας. Οι μετρήσεις απόδοσης συνεχίζονται. Η τοποθεσία στους αλπικούς λόφους της Βαυαρίας έχει, για τη Γερμανία, σκληρές κλιματικές συνθήκες, με σοβαρή έκθεση σε βροχή που προκαλείται από τον άνεμο, υψηλές απώλειες θερμότητας κατά τη διάρκεια των νυκτών και συχνές κύκλους ψύξης-απόψυξης. Το τοίχωμα που βλέπει προς τη δύση δέχεται τις ακραίες φορτίσεις λόγω καιρικών συνθηκών - τις σκληρότερες συνθήκες δοκιμής για το εφαρμοσμένο κονίαμα.

[Εικόνα: Εφαρμογή ψεκασμού μονωτικού άσβεστου σε τοίχο που σχηματίζει το περίβλημα ενός κλιματικού θαλάμου (Φωτογραφία: MPA Stuttgart)]

Παράλληλα, το κονίαμα εφαρμόστηκε ως γύψος στην κοντινή μελέτη στο Benediktbeuern, στο Κέντρο Fraunhofer για την Προστασία και την Ενεργειακή Απόδοση Ιστορικών Κτιρίων, που βρίσκεται στην ιστορική συνεργασία του μπαρόκ κτιρίου της πόλης. Εδώ η υγροθερμική απόδοση του σοβά παρακολουθείται στενά υπό ελεγχόμενες κλιματικές συνθήκες εσωτερικού χώρου.

Η ανάπτυξη προϊόντων της Σκωτίας είναι η μόνωση ινών αερίου, που αρχικά διαμορφώθηκε για να καλύψει τις ακραίες συνθήκες εξερεύνησης του εξωτερικού χώρου. Το νέο προϊόν, το SpaceLoft, παράγεται από την ομάδα εταίρων A Proctor Group (APG), χρησιμοποιώντας αερογέφυρα που παρέχεται από την αμερικανική εταιρεία Aspen Airgel.

Για το EFFESUS, η προτροπή για την ανάπτυξη αυτού του προϊόντος που σχετίζεται με την παραδοσιακή χρήση γύψου στα πηχάκια ως εσωτερική τοιχοποιία, συχνά βρίσκεται στη Βρετανία. Αυτή η ιστορική κατασκευή περιλαμβάνει κοιλότητες αέρα μεταξύ των δοκών που στηρίζουν τους πήχεις. Όπου αυτές οι κοιλότητες δεν απαιτούνται για την εξάτμιση της υγρασίας από την τοιχοποιία, μπορούν να γεμιστούν με εμφύσηση στη μόνωση πλήρωσης κοιλότητος. Αυτή η διαδικασία εγκατάστασης ελαχιστοποιεί το χρόνο και το κόστος καθώς και τις ζημιές στο υπάρχον ύφασμα και τη διατάραξη των κατοίκων του κτιρίου. Η τεχνική μετεξοπλισμού μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για κοιλότητες πίσω από στεγανοποίηση γυψοσανίδων.

Τα υπάρχοντα προϊόντα γεμίσματος με κοιλότητες έχουν περιορισμούς για χρήση με παλαιότερους τύπους κατασκευών, όπως είναι η ιστορική τοιχοποιία, είναι αδιάβροχοι ή απορροφητικοί με νερό, έχουν χαμηλότερες θερμικές επιδόσεις ή εισάγουν τον κίνδυνο μετανάστευσης πλαστικοποιητή. Το προϊόν που αναπτύχθηκε πρόσφατα είναι κατασκευασμένο από μη υφασμένα κουβέρτα από ίνες πολυεστέρα εμποτισμένες με αερόπηγμα πυριτίας. Η αερογέλη είναι ένα ελαφρύ στερεό που προέρχεται από ένα πήκτωμα του οποίου το υγρό συστατικό έχει αντικατασταθεί με αέριο. Όταν αφαιρείται το υγρό, αυτό που παραμένει είναι παρόμοιο με την φουσκωμένη άμμο, με πορώδες έως και 99%. Το αποτέλεσμα είναι ένα υλικό εξαιρετικά χαμηλής πυκνότητας με αρκετές αξιοσημείωτες ιδιότητες, ιδιαίτερα η αποτελεσματικότητά του ως θερμομονωτικό υλικό που είναι εξαιρετικά ελαφρύ, εξαιρετικά υδατοαπωθητικό και διαπερατό από ατμούς.

Όπως και με το μονωτικό ασβέστιο, η μόνωση των ινών αεροσκάφους δοκιμάστηκε πρώτα από την MPA Stuttgart πριν από τις αρχές του 2015, στη Γλασκόβη, σε συνεργασία με την Historic Environment Scotland (πρώην Ιστορική Σκωτία). Η APG εγκατέστησε το προϊόν σε κατάλυμα του 19ου αιώνα, όπου παρακολουθείται.

[Εικόνα: Ο Ιταλός συνεργάτης RED εγκαθιστώντας εξοπλισμό για μετρήσεις θερμικής ροής του αναδρομικά τοποθετημένου τοίχου αερογέλης στην περίπτωση μελέτης στέγασης της Γλασκώβης (Φωτογραφία: Ιστορικό Περιβάλλον Σκωτίας)]

Η βελτίωση της απόδοσης των παραθύρων περιορίζεται συνήθως σε απλοϊκά μέτρα, όπως η αντοχή στο ρεύμα και η επικάλυψη διπλού υαλοπίνακα, χωρίς να λαμβάνεται υπόψη μια πληθώρα συναφών συνθηκών. Διπλά παράθυρα, τυπικά σε πολλές περιοχές της ηπειρωτικής Ευρώπης, υπάρχουν ήδη στο κτήριο του 19ου αιώνα του Τεχνολογικού και Οικονομικού Πανεπιστημίου της Βουδαπέστης, που βρίσκεται στην όχθη του ποταμού Δούναβη. Για τις αίθουσες διδασκαλίας σε αυτό το κτίριο, η EFFESUS έχει αναπτύξει ένα προηγμένο σύστημα παραθύρων με ενσωματωμένες βαλβίδες παροχής αέρα και σκιάστρες, οι οποίες συνδέονται με ένα σύστημα διαχείρισης κτιρίων. Το παράθυρο ανάπτυξης είναι μια συνεργασία μεταξύ της ουγγρικής αρχιτεκτονικής εταιρίας HorBer, του Νορβηγικού Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας (NTNU), της DWEcoCo και της Snekkeriet, μιας νορβηγικής εταιρείας κουφωμάτων. Το σύστημα διαχείρισης κτιρίων αναπτύχθηκε και συντονίστηκε από τον Ιταλό εταίρο RED Srl.

Τα νέα διπλά παράθυρα αντικαθιστούν τα υπάρχοντα παράθυρα και είναι εξοπλισμένα με μονάδες διπλού και τριπλού υαλοπίνακα υψηλής απόδοσης. Ενσωματωμένα στο χώρο πλάτους 150 mm μεταξύ των εσωτερικών και εξωτερικών περιβλημάτων υπάρχουν μηχανοκίνητα περσίδες σκίασης. Ειδικές βαλβίδες παροχής αέρα τοποθετούνται τόσο στο εσωτερικό όσο και στο εξωτερικό κουφώματα. Οι διαφορές πίεσης και θερμοκρασίας αέρα δημιουργούν παθητική ροή αέρα. Ο εξωτερικός αέρας εισέρχεται στο χώρο μεταξύ των πλαισίων και προθερμαίνεται από τη μεταφορά θερμότητας μέσω του γυαλιού παραθύρων πριν εισέλθει στο δωμάτιο, βελτιώνοντας σημαντικά την ενεργειακή απόδοση του παραθύρου. Αν τα επίπεδα εσωτερικού διοξειδίου του άνθρακα αυξηθούν πάνω από ένα προκαθορισμένο όριο, το σύστημα διαχείρισης κτιρίου ενεργοποιεί έναν μηχανικό ανεμιστήρα εξαγωγής στο δωμάτιο. Αυτό, με τη σειρά του, αυξάνει τη διαφορά πίεσης, επιταχύνοντας έτσι τη ροή αέρα μέσω των βαλβίδων παροχής αέρα στα πλαίσια παραθύρων. Αυτός ο συνδυασμός παθητικού και ενεργού εξαερισμού βελτιώνει την ποιότητα του εσωτερικού αέρα μειώνοντας παράλληλα τις σχετικές απώλειες ενέργειας.

Οι περσίδες σκίασης ενσωματωμένες στα παράθυρα διαχειρίζονται αισθητήρες ημέρας που συνδέονται με το σύστημα διαχείρισης κτιρίων για τον έλεγχο της ηλιακής ακτινοβολίας, της ηλιακής θερμότητας και των συνθηκών φωτισμού του περιβάλλοντος. Όταν η σκίαση στα παράθυρα χαμηλώνει για να αποφευχθεί η υπερθέρμανση λόγω ηλιακού κέρδους, το σύστημα διαχείρισης κτιρίου ανταποκρίνεται στις πληροφορίες από τους αισθητήρες φωτισμού και της πληρότητας για την ενεργοποίηση του φωτισμού. Το σύστημα μπορεί να αντικατασταθεί χειροκίνητα, για παράδειγμα εάν απαιτείται σκούρο δωμάτιο για παρουσιάσεις. Το σύστημα διαχείρισης κτιρίου ελέγχει επίσης μια μηχανοκίνητη βαλβίδα καλοριφέρ που ρυθμίζει την παροχή θερμότητας στο δωμάτιο για να διατηρεί άνετες συνθήκες.

Οι τρεις τεχνολογικές εξελίξεις που παρουσιάζονται εδώ παρακολουθούνται στις μελέτες περιπτώσεων της RED, μαζί με έναν άλλο εταίρο από την Ιταλία, το Ινστιτούτο Ατμοσφαιρικών Επιστημών και Κλίματος του Εθνικού Συμβουλίου Έρευνας. Τα αποτελέσματα της αξιολόγησης θα είναι διαθέσιμα εγκαίρως για την ολοκλήρωση του έργου το καλοκαίρι του 2016. Οι εταίροι του κλάδου της κοινοπραξίας EFFESUS βρίσκονται στη διαδικασία ανάπτυξης επιχειρηματικών μοντέλων για την αξιοποίηση των νέων προϊόντων.

[Εικόνα: Εγκατάσταση των κτιριακών εγκαταστάσεων στην αίθουσα δοκιμών της μελέτης περίπτωσης της Βουδαπέστης πριν και μετά την ανακαίνιση: το σύστημα διαχείρισης κτιρίου συνδέεται με τις περσίδες παραθύρων και τις βαλβίδες παροχής αέρα, τις βαλβίδες καλοριφέρ, τον φωτισμό και διάφορους αισθητήρες Περιβάλλον Σκωτία και ΚΟΚΚΙΝΟ)]

[Εικόνα: Ενσωμάτωση των βαλβίδων τροφοδοσίας αέρα και των σκιασμένων περσίδων στα διπλά παράθυρα που αναπτύχθηκαν για τα κτήρια μελέτης περιπτώσεων της Βουδαπέστης (Εικόνα: NTNU)]

[Εικόνα: Συστήματα διπλού παραθύρου αντικατάστασης, με βαλβίδες παροχής αέρα και ενσωματωμένες περσίδες σκίασης που συνδέονται με σύστημα διαχείρισης κτιρίου (Φωτογραφία: NTNU)]

βιβλιογραφικές αναφορές

  • [1] Το ερευνητικό πρόγραμμα EFFESUS χρηματοδοτείται από το έβδομο πρόγραμμα πλαίσιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης για έρευνα, τεχνολογική ανάπτυξη και επίδειξη. Το άρθρο αυτό αντικατοπτρίζει τις απόψεις των συντακτών και η Ευρωπαϊκή Ένωση δεν ευθύνεται για οποιαδήποτε χρήση των πληροφοριών που περιέχονται.

Ο Carsten Hermann είναι ανώτερος τεχνικός υπάλληλος στο Historic Environment Scotland. Ο Dennis Rodwell, αρχιτέκτονας-σχεδιαστής, είναι σύμβουλος πολιτιστικής κληρονομιάς και βιώσιμης αστικής ανάπτυξης.

- Ίδρυμα Διατήρησης Ιστορικών Κτιρίων

Συνιστάται

Piers

Ψηφιακά κοινωνικά δίκτυα και προσωρινή συμφιλίωση εγκαταλελειμμένων αστικών περιοχών

Μελλοντικό κτίριο, πλατφόρμα καινοτομίας για την ανάπτυξη χαμηλών επιπτώσεων