ΕΙΝΑΙ ΕΦΙΚΤΟ ΤΟ «ΜΗΔΕΝΙΚΗΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ ΚΤΙΡΙΟ»;

Πολλοί παράγοντες συνηγορούν στην εξεύρεση λύσεων για την ορθολογικότερη κατανάλωση ενέργειας στα κτίρια και στην αξιοποίηση των ήπιων µορφών ενέργειας. Ιδίως µε τη διαρκή βελτίωση του βιοτικού επιπέδου η κατανάλωση ενέργειας συνεχώς αυξάνει. Η αύξηση είναι τόσο ποσοτική, καθώς καταναλώνουµε περισσότερη ενέργεια σε απόλυτο µέγεθος, όσο και ποιοτική, επειδή χρησιµοποιούµε όλο και περισσότερο τον ηλεκτρισµό για την ψύξη των κτιρίων µας. Συγχρόνως, οι εκποµπές του διοξειδίου του άνθρακα, που αναπόφευκτα συνοδεύουν την κατανάλωση των ορυκτών καυσίµων και θεωρούνται υπεύθυνες για τη ρύπανση του περιβάλλοντος και για το «φαινόµενο του θερµοκηπίου», που τον αιώνα που διανύουµε ενδέχεται να επηρεάσει δυσµενώς τις κλιµατολογικές συνθήκες σ΄ ολόκληρο τον κόσµο, γίνονται ολοένα και πιο σηµαντικές. Στην Ευρωπαϊκή ένωση, η χρήση συµβατικών καυσίµων στα συστήµατα θέρµανσης των κτιρίων συµµετέχει σχεδόν κατά το ¼ στη συνολική παραγωγή του διοξειδίου στις χώρες-µέλη.
Παρόλα αυτά αντιµετωπίζουµε τα θέµατα της διαχείρισης ενέργειας µε τον ρόλο του Επιµηθέα. H διαχείριση της ενέργειας για την εξυπηρέτηση των κτιρίων παραµένει ένα πολυσύνθετο οικολογικό, τεχνικό και οικονοµικό υπαρκτό πρόβληµα, τη διάσταση του οποίου συνειδητοποιήσαµε για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1970 µε τις δύο πετρελαϊκές κρίσεις.
Η συνεχής αύξηση της τιµής των ορυκτών καυσίµων, σε συνδυασµό µε την ανησυχία για την εξάντληση των αποθεµάτων, καθώς και η αυξανόµενη µόλυνση του περιβάλλοντος θέτουν τις βάσεις για την αναθεώρηση του τρόπου σχεδιασµού, κατασκευής και λειτουργίας των κτιρίων.
Ο ενεργειακός σχεδιασµός των κτιρίων γίνεται διαρκώς πιο επίκαιρος και δελεαστικός. Οι µελετητές των κτιρίων και όσοι ασχολούνται άµεσα ή έµµεσα µε τον τοµέα των κατασκευών καλούνται να προτείνουν λύσεις για τη µείωση της κατανάλωσης ενέργειας στα κτίρια, καινοτόµες τεχνολογικά και συγχρόνως συµβατές µε τη διατήρηση των φυσικών πόρων και την προστασία του περιβάλλοντος.

Ποια είναι, όµως, τα αίτια της αυξηµένης ενεργειακής κατανάλωσης του κτιριακού τοµέα στη χώρα µας;
α. Η ύπαρξη του πλήθους των κτιρίων που κατασκευάστηκαν πριν το 1980 (περίπου 77% του συνόλου), τα οποία δεν είναι θερµοµονωµένα, και τα οποία απαιτούν πολύ µεγάλα ποσά ενέργειας για να εξασφαλίσουν τις µε τα σηµερινά επίπεδα αποδεκτές συνθήκες άνεσης το χειµώνα.
β. Η, κατά κανόνα, µέτρια κατάσταση των συστηµάτων θέρµανσης, που οδηγεί σε µειωµένους βαθµούς απόδοσης και εποµένως αυξηµένη κατανάλωση ενέργειας και περιβαλλοντική επιβάρυνση.
γ. Η ολοένα ισχυρότερη απαίτηση για βελτίωση των συνθηκών διαβίωσης και εργασίας, ιδίως σε ό,τι αφορά τη θερµική άνεση το καλοκαίρι, που σε συνδυασµό µε τη µείωση του κόστους των συσκευών, οδήγησε στην εγκατάσταση πάνω από 1.000.000 κλιµατιστικών µονάδων τα τελευταία 10 χρόνια.
δ. Η αύξηση της χρήσης του τεχνητού φωτισµού ως συνεπακόλουθο  της µείωσης του µεγέθους των βορινών ανοιγµάτων για λόγους θερµικής προστασίας και συγχρόνως η συνεχής αύξηση, τόσο σε αριθµό όσο και σε εγκατεστηµένη ισχύ, των συστηµάτων και συσκευών που καταναλώνουν ηλεκτρική ενέργεια.
 

Ο στόχος του 21ου αιώνα
Το µηδενικής κατανάλωσης κτίριο είναι ένα στόχος που οι επιστήµονες προσπαθούν να επιτύχουν και διάφορες προσπάθειες έχουν γίνει από το 1975 που η πρώτη πειραµατική εφαρµογή έγινε στη Γερµανία (Philipps house, Aachen). Το 1991 στην Αυστρία. Όλες οι προσπάθειες όµως εξακολουθούν να είναι πειραµατικές.
Στο ξεκίνηµα του 21ου αιώνα ο στόχος γίνεται πιο ρεαλιστικός, για να έχει και µεγαλύτερη εφαρµογή:
- να επιτευχθεί µείωση του θερµικού και ψυκτικού φορτίου των κτιρίων
- να ελαχιστοποιηθεί η χρήση των ορυκτών καυσίµων για την παροχή θερµότητας, ψύξης και ηλεκτρισµού, µε την εκµετάλλευση των ανεξάντλητων πηγών ενέργειας- τον ήλιο και τον αέρα-.
Επίσης, ο σχεδιασµός, η κατασκευή και ο τρόπος λειτουργίας των κτιρίων:
- να βασίζονται στις αρχές της ορθολογικής χρήσης και διαχείρισης των φυσικών πόρων για να βοηθήσουν στη διατήρηση του περιβάλλοντος, και
- να συνεισφέρουν στην υγιεινή και ασφαλή διαβίωση των ενοίκων χωρίς να προκαλούνται επιπτώσεις στο περιβάλλον.
Η “βιωσιµότητα» και η «αειφορία» είναι ένα σηµαντικό θέµα που απασχολεί την κοινωνία: Η αντιµετώπιση των τρεχουσών αναγκών σε ατοµικό ή οµαδικό επίπεδο, µε την εκµετάλλευση των πηγών του πλανήτη δεν πρέπει να υπονοµεύει τη δυνατότητα να καλυφθούν οι ανάγκες που θα προκύψουν στις µελλοντικές γενεές”.
Ο βιοκλιµατικός σχεδιασµός, η εφαρµογή συστηµάτων χαµηλής ενεργειακής κατανάλωσης, η εκµετάλλευση της ηλιακής ενέργειας και η αξιοποίηση των ήπιων µορφών ενέργειας συµβάλλουν στον τοµέα της κατασκευής και χρήσης των κτιρίων, στην επίτευξη της αειφορίας.
 

Ολοκληρωµένος σχεδιασµός κτιρίου
Ο ολοκληρωµένος σχεδιασµός ενός κτιρίου έχει πολλαπλούς στόχους: να προσφέρει τις καλύτερες δυνατές συνθήκες θερµικής και οπτικής άνεσης στους χρήστες του, µε τη µικρότερη δυνατή οικονοµική δαπάνη για τη δηµιουργία του ποιοτικού εσωκλίµατος. Συγχρόνως θα πρέπει να σέβεται το περιβάλλον, µη κάνοντας αλόγιστη χρήση εξαντλούµενων πόρων και επιλέγοντας κατασκευαστικά υλικά που δεν θα επηρεάσουν την ποιότητα του εσωτερικού αέρα των κτιρίων και δεν θα υποβαθµίζουν το εξωτερικό περιβάλλον.
Στο εύκρατο κλίµα, όπου συνυπάρχει ο κρύος χειµώνας και το ζεστό καλοκαίρι και οι µεγάλης διάρκειας ήπιες περίοδοι της άνοιξης και του φθινόπωρου, τα κτίρια πρέπει να σχεδιάζονται και να κατασκευάζονται βάσει αρχών και προδιαγραφών ώστε να ελαχιστοποιούν την απαίτηση για θέρµανση, να δηµιουργούν συνθήκες θερµικής άνεσης το καλοκαίρι περιορίζοντας τη χρήση κλιµατισµού, να προσφέρουν φυσικό αερισµό και δροσισµό και να αξιοποιούν το φυσικό φωτισµό.
 

Θερµική άνεση
Tο αίσθηµα της θερµικής άνεσης δηµιουργείται όταν καταναλώνεται η ελάχιστη ενέργεια από τον οργανισµό για την εξασφάλιση των θερµορυθµιστικών λειτουργιών στο ανθρώπινο σώµα, ώστε να διατηρηθεί το θερµικό ισοζύγιο του ατόµου. Όταν οι κλιµατικές συνθήκες του περιβάλλοντος είναι ευνοϊκές το θερµορυθµιστικό σύστηµα λειτουργεί µε το ελάχιστο έργο και το άτοµο αισθάνεται “θερµικά άνετα”. Σε δυσµενείς όµως συνθήκες- π.χ., αν επικρατεί πολύ “κρύο” ή πολύ “ζέστη”-, το σώµα χάνει πολύ περισσότερη από όση θα 'πρεπε θερµότητα ή αντίστοιχα αδυνατεί να αποβάλει το πλεόνασµα της παραγόµενης θερµότητας, και τότε δεν υπάρχει “θερµική άνεση”.
Ο ρόλος του µελετητή είναι να δηµιουργήσει τις βέλτιστες κατά το δυνατόν εσωκλιµατικές συνθήκες, γιατί “η αίσθηση της άνεσης ή η έλλειψή της αθροιστικά συνεισφέρουν στη κρίση του χρήστη για την ποιότητα του σπιτιού όπου ζει ή του σχολείου ή του γραφείου ή του εργοστασίου όπου εργάζεται”.
H επιθυµητή θερµοκρασία του αέρα για ένα χώρο, καθορίζεται από τους κανονισµούς που ισχύουν, µε στόχο την εξασφάλιση θερµικής άνεσης για τον συγκεκριµένο χρήστη του χώρου και έχει άµεση σχέση µε τους “προσωπικούς παράγοντες”, δηλαδή την δραστηριότητα που εκτελείται στον χώρο, την ηλικία, τον τρόπο ένδυσης κ.λ.π..
Για να επιτευχθεί και να διατηρηθεί η επιθυµητή θερµοκρασία, παρέχεται στο κτίριο θέρµανση ή ψύξη.
Όσο µικρότερη είναι η συµβολή της θέρµανσης ή της ψύξης για την επίτευξη συνθηκών θερµικής άνεσης, τόσο οικονοµικότερη είναι η λειτουργία του κτιρίου.
Tο κέλυφος των κτιρίων αποτελεί το ρυθµιστικό παράγοντα για τη δηµιουργία συνθηκών θερµικής άνεσης στον εσωτερικό χώρο και συγχρόνως αξιοποιεί τα θετικά κατά περίπτωση κλιµατικά στοιχεία και αποτρέπει τα επιζήµια.
 

Βιοκλιµατικός σχεδιασµός
Ο όρος «ενεργειακός σχεδιασµός» ή «βιοκλιµατικός σχεδιασµός» ή «ηλιακή αρχιτεκτονική» ή «οικολογικός σχεδιασµός»
ή «πράσινη αρχιτεκτονική», αναφέρεται στο σχεδιασµό που ανταποκρίνεται στις κλιµατικές συνθήκες του περιβάλλοντος, µε τρόπο ώστε το κτιριακό κέλυφος να τις εκµεταλλεύεται, να τις αποτρέπει ή να τις τροποποιεί κατά περίπτωση, για να δηµιουργείται εσώκλιµα που να παρέχει µε τη µικρότερη δυνατή κατανάλωση για θέρµανση και ψύξη τις βέλτιστες συνθήκες θερµικής (και οπτικής άνεσης) για τους χρήστες.
 

Πρόκειται για νέα σχεδιαστική πρακτική;
Ο βιοκλιµατικός σχεδιασµός είναι ενσωµατωµένος στην αρχιτεκτονική που χαρακτηρίζει κάθε τόπο σε ολόκληρη τη γη, εφόσον σχετίζεται άµεσα µε το κλίµα και τα τοπικά υλικά. Από τα ιγκλού των εσκιµώων και τις ξυλόπηκτες λιµναίες κατασκευές έως τα παραδείγµατα της ελληνικής παραδοσιακής αρχιτεκτονικής (φωτογραφία 1α και 1β) γίνεται φανερό ότι ή θερµική λειτουργία των κτιρίων, την οποία εξυπηρετεί ο σχεδιασµός και η κατασκευή, είναι µια δυναµική κατάσταση που άµεσα εξαρτάται από τις τοπικές κλιµατικές και περιβαλλοντικές παραµέτρους (ηλιοφάνεια, θερµοκρασία εξωτερικού αέρα, σχετική υγρασία, άνεµο, βλάστηση, κλπ), την παράδοση και τον πολιτισµό.
Ο βαθµός στον οποίο ο βιοκλιµατικός σχεδιασµός ανταποκρίνεται στο τοπικό κλίµα ποικίλλει, γεγονός που παρέχει ευελιξία ως προς τις τεχνικές εφαρµογής και τον τρόπο αρχιτεκτονικής έκφρασης.
Στη χειµερινή περίοδο, ο ενεργειακός σχεδιασµός αποσκοπεί:
στην ελαχιστοποίηση των θερµικών απωλειών  από το κέλυφος του κτιρίου και των θερµικών απωλειών από την είσοδο του ψυχρού εξωτερικού αέρα, επιτρέποντας µόνον τον απαραίτητο για λόγους υγιεινής αερισµό, στην αύξηση της θερµικής προσόδου από την ηλιακή ακτινοβολία, και στη διάθεση επαρκούς ποσοτικά και ποιοτικά φυσικού φωτισµού, ώστε να µειωθεί έως και να µηδενιστεί η παρεχόµενη από συµβατικό σύστηµα θέρµανση και να ελαττωθεί η χρήση του τεχνητού φωτισµού.
Αντίστοιχα, στην θερινή περίοδο ο ενεργειακός σχεδιασµός στοχεύει:
- στην µείωση της θερµικής επιβάρυνσης από την ηλιακή ακτινοβολία
- στην αποφυγή της οπτικής θάµβωσης και
- στη βελτιστοποίηση των διαφόρων µεθόδων φυσικού δροσισµού, ώστε να ελαχιστοποιηθεί ή ακόµη και να αποτραπεί η µε το µηχανολογικό εξοπλισµό παρεχόµενη ψύξη.
 

Η εκµετάλλευση της ηλιακής ενέργειας
Με τη συνειδητοποίηση της ιδιότητας που έχει το γυαλί να παγιδεύει την ηλιακή ακτινοβολία, που στη συνέχεια στους εσωτερικούς χώρους µετατρέπεται σε θερµική (φαινόµενο του θερµοκηπίου), άρχισε η εκµετάλλευση της ηλιακής ενέργειας σε µεγάλη κλίµακα, µε τα θερµοκήπια τα αίθρια και τις σκεπαστές στοές των κτιρίων της ευρωπαϊκής αρχιτεκτονικής του περασµένου αιώνα που φώτιζαν και ταυτόχρονα θέρµαιναν τους χώρους (φωτογραφίες 2α και 2β).
Μετά το 1945 που εµφανίστηκαν οι πρώτες ενεργειακές δυσκολίες, η έρευνα για την εκµετάλλευση της ηλιακής ενέργειας είχε σηµαντική άνοδο. Μεταξύ του 1945 και 1959 χτίστηκαν πολλά πρωτοποριακά για την εποχή τους ηλιακά σπίτια, κυρίως µε «ενεργητικά» ηλιακά συστήµατα που θερµαίνουν νερό από τον ήλιο, που ανήκουν πια στην ιστορία της αρχιτεκτονικής. Οι πρώτες ηλιακές παθητικές εφαρµογές και ο συνειδητός ενεργειακός σχεδιασµός σε κτίρια κατοικίας στο Odeillo στα Πυρηναία στη Γαλλία (1962 και 1968) και σε σχολικό κτίριο στο Λίβερπουλ στη Μ. Βρετανία (1961) (φωτογραφίες 3α και 3β) συζητήθηκαν, αµφισβητήθηκαν, µελετήθηκαν, έγιναν πεδίο αντιπαράθεσης επιστηµόνων και τελικά επιβίωσαν και αποτελούν τα πρώτα παραδείγµατα της ευρωπαϊκής ηλιακής αρχιτεκτονικής.
Από την ενεργειακή κρίση του 1973 και ύστερα αρχίζουν να ενδιαφέρονται συστηµατικά για τις δυνατότητες της εφαρµογής της ηλιακής ενέργειας, η βιοµηχανία, οι κατασκευαστές και οι αρχιτέκτονες. Η απλή και φτηνή υλοποίησή της αποτελεί πλέον στόχο σε διεθνή κλίµακα. Αυτό δικαιολογεί τη συχνότητα των σχετικών συνεδρίων, τα µεγάλα ερευνητικά κονδύλια που διατίθενται για αυτό το σκοπό και τις συνεχώς αυξανόµενες εφαρµογές σε σειρά κτιρίων σε πολλές χώρες, τόσο µε ψυχρό κλίµα όσο και µε εύκρατο.
Η εκµετάλλευση της ηλιακής ενέργειας δεν είναι µια πρόσθετη εφαρµογή τεχνολογίας· είναι το µέσο που επαναφέρει µια εναλλακτική φιλοσοφία σκέψης. Σήµερα, η ενσωµάτωση αρχών ενεργειακού σχεδιασµού και αξιοποίησης της ηλιακής ακτινοβολίας στα κτίρια, βασισµένη και στα νέα υλικά (υαλοπίνακες, κουφώµατα, θερµοµονωτικά υλικά, κλπ), αποτελεί τµήµα της αρχιτεκτονικής πρακτικής, συµβαδίζοντας µε την προσπάθεια για την θέσπιση αυστηρότερων κανονισµών και συστηµάτων πιστοποίησης και την ευρύτερη κοινωνική ευαισθητοποίηση για τα περιβαλλοντικά θέµατα.
 

Το κέλυφος του κτιρίου
Για την επιτυχή εκµετάλλευση της ηλιακής ενέργειας, η διαµόρφωση του κελύφους του κτιρίου πρέπει να είναι τέτοια, που να επιτρέπει τη µέγιστη συλλογή της ηλιακής ακτινοβολίας, τη µέγιστη δυνατότητα για την αποθήκευση της θερµικής ενέργειας και τις ελάχιστες θερµικές απώλειες προς το εξωτερικό περιβάλλον.
∆ηλαδή, η εφαρµογή στρατηγικών εκµετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας προϋποθέτει την ύπαρξη αφενός µέτρων εξοικονόµησης ενέργειας (θερµοµόνωση, αεροστεγανότητα προστασία κτιρίου από δυσµενείς χειµερινούς ανέµους, µορφή κτιρίου, σκιασµός από παρόδια κτίρια και εξωτερικά εµπόδια, κλπ), και αφετέρου τη χρησιµοποίηση υλικών µε µεγάλη µάζα (στοιχεία από σκυρόδεµα ή συµπαγή τούβλα ή άλλα βαριά δοµικά υλικά), ικανά να συγκρατήσουν και να αποθηκεύσουν τη συλλεχθείσα θερµότητα.
Συγχρόνως τα δοµικά στοιχεία του κελύφους του κτιρίου πρέπει να σχεδιάζονται µε τέτοιο τρόπο ώστε να δεσµεύουν µεγαλύτερες ποσότητες ηλιακής ακτινοβολίας Τα παθητικά ηλιακά συστήµατα αποτελούν βασικό στοιχείο του βιοκλιµατικού σχεδιασµού (τοίχοι θερµικής αποθήκευσης, θερµοκήπια, ειδικά υαλοστάσια, αεροσυλλέκτες, κλπ,) και βελτιώνουν την ενεργειακή απόδοση των κατασκευών.
Η νέα αρχιτεκτονική πρακτική προτρέπει επίσης την αντιµετώπιση του κελύφους ως ένα δυναµικό µεταβαλλόµενο περίβληµα. Συστήµατα ηλιοπροστασίας, νυχτερινής µόνωσης των ανοιγµάτων και διατάξεις που διευκολύνουν τον φυσικό αερισµό, µεταλλάσσονται τόσο στη διάρκεια του 24ωρου όσο και σύµφωνα µε τις εποχές του έτους. Το κτίριο µετατρέπεται σε δυναµική κατασκευή αλλάζοντας όψη, αλλάζοντας «ένδυµα» όπως και οι χρήστες του. (φωτογραφία 4) Μεγάλα νότια ανοίγµατα-παθητικό σύστηµα «απευθείας ή άµεσου κέρδους»
Ο πιο συνηθισµένος τρόπος εκµετάλλευσης της ηλιακής ακτινοβολίας για τη θέρµανση των κτιρίων είναι η δέσµευσή της µέσα από τα γυάλινα ανοίγµατα του κτιρίου. Στην περίπτωση αυτή το κτίριο λειτουργεί σαν συλλέκτης, αποθήκη και διανοµέας της θερµότητας (φωτογραφία 5).
Τα ανοίγµατα συµµετέχουν στο θερµικό ισοζύγιο του κτιρίου ανεξάρτητα του αν ο σχεδιασµός του είναι συµβατικός ή ενεργειακός. Στο παθητικό σύστηµα του «απευθείας κέρδους» η διαφορά από ένα συµβατικό σύστηµα εντοπίζεται στη θερµική απόδοση των ανοιγµάτων (ηλιοπροστασία) και στα υλικά και το µέγεθος (διαθέσιµη επιφάνεια και πάχος) των δοµικών του στοιχείων (τοίχοι, πάτωµα, οροφή) που διατίθενται για την αποθήκευση της θερµότητας .
Ανάλογα µε τις κλιµατολογικές συνθήκες της περιοχής, το µέγεθος και τον προσανατολισµό του ανοίγµατος, το σχεδιασµό του κελύφους του κτιρίου και την χρησιµοποίηση υλικών µεγάλης θερµοχωρητικότητας, η εξοικονόµηση σε θερµαντική ενέργεια µπορεί να κυµαίνεται από 30% - 100%.
Τα κριτήρια σχεδιασµού για το άνοιγµα για ένα σύστηµα απευθείας κέρδους αφορούν:

την ώρα ηλιασµού του ανοίγµατος: Η ηλιακή ακτινοβολία πρέπει να µπαίνει στο κτίριο το χειµώνα και να κρατιέται µακριά το καλοκαίρι. Ο προσανατολισµός και η κατάλληλη ηλιοπροστασία συµβάλλουν σε αυτό.
Μια νότια πρόσοψη ή µε µικρή απόκλιση από το νότο δέχεται τη µέγιστη µέση τιµή ηλιακής ακτινοβολίας- θερµότητας κατανεµηµένη στις διάφορες εποχές του έτους, µε τον πιο ευνοϊκό τρόπο.
Μονώροφα κτίρια µε µικρό βάθος, τοποθετηµένα µε την κύρια όψη τους στο νότο, ή πολυώροφα µε νότια πρόσοψη ή κλιµακωτές διατάξεις κτιρίων για να εκµεταλλεύονται το νότιο προσανατολισµό είναι αρχιτεκτονικές συνθέσεις µεσωστό «ενεργειακό» προβληµατισµό. Επίσης το άνοιγµα πρέπει να τοποθετείται σε τέτοια θέση ώστε να ηλιάζεται όσο το δυνατόν µεγαλύτερο τµήµα της κατασκευής. Παράθυρα οροφής, πριονωτές στέγες, φεγγίτες κλπ. συµβάλλουν στην οµοιόµορφη κατανοµή της ηλιακής ακτινοβολίας. την ηλιοπροστασία: Συνδυασµός εξωτερικών και εσωτερικών ηλιοπροστατευτικών διατάξεων µπορεί να διασφαλίσει αποτελεσµατικό ηλιακό έλεγχο. Όσο πιο µεγάλη είναι η επιφάνεια των µη ηλιοπροστατευµένων ανοιγµάτων, τόσο µεγαλύτερη είναι η θερµική επιβάρυνση των χώρων από την ηλιακή ακτινοβολία και κατά συνέπεια ο κίνδυνος υπερθέρµανσης και η χρήση του κλιµατισµού αυξάνει.
Ένας γενικός κανόνας που ισχύει στη σκίαση των ανοιγµάτων είναι ότι επιλέγουµε τύπο σκίαστρου µε βάση και τον προσανατολισµό της όψης:
Νότια ανοίγµατα εύκολα ηλιοπροστατεύονται µε οριζόντια προστεγάσµατα. Ανατολικά και δυτικά ανοίγµατα ηλιοπροστατεύονται µε κατακόρυφες περσίδες, µε κλίση ως προς το άνοιγµα. Eίναι σηµαντικό να γνωρίζουµε ότι τα σκίαστρα που βρίσκονται στην εξωτερική πλευρά του ανοίγµατος είναι προτιµότερα, από την άποψη ότι το µεγαλύτερο µέρος της ηλιακής ενέργειας δεν εισέρχεται στο κτίριο.
Από την άλλη όµως πρέπει να είναι κατασκευές αδιάβροχες, µε αντοχή σε ισχυρούς ανέµους και συνήθως απαιτούν πιο ειδικό µηχανισµό εξοπλισµό. Επίσης, η διάτρητη ηλιοπροστασία είναι πιο αποτελεσµατική από την συµπαγή, εφόσον δεν εγκλωβίζει θερµό αέρα και δεν επιβαρύνει θερµικά τις όψεις των κτιρίων.
Ακόµη, η χρήση δέντρων και ιδιαίτερα φυλλοβόλων µπροστά από τα ανοίγµατα είναι µια τεχνική οικολογική που εξασφαλίζει ηλιασµό το χειµώνα και ηλιοπροστασία το καλοκαίρι, διασφαλίζοντας συγχρόνως ψύξη µε την εξατµισοδιαπνοή και διόδους αέρα για φυσικό αερισµό και δροσισµό στις θερµές περιόδους.
την επιλογή του υαλοστασίου: Καλά θερµοµονωµένο πλαίσιο, διπλός υαλοπίνακας ή σε ειδικές περιπτώσεις ειδικοί θερµοµονωτικοί υαλοπίνακες, και αεροστεγανότητα συµβάλλουν σε θετικό θερµικό ισοζύγιο∙ το θερµικό όφελος από την ηλιακή ακτινοβολία να υπερκαλύπτει τις θερµικές απώλειες από το άνοιγµα .
Όσο µεγαλύτερο είναι το άνοιγµα τόσο µεγαλύτερη και η ηλιακή πρόσοδος. Εάν όµως το άνοιγµα δεν συνοδεύεται από νυχτερινή κινητή θερµοµόνωση (ειδικά θερµοµονωµένα φύλλα ασφαλείας, ή ακόµη και συµβατικά ρολά), µπορεί να αποδώσει αρνητικά, καθώς επιτρέπει αυξηµένες θερµικές απώλειες τη νύχτα.
Επίσης η διαπερατότητα, η ανακλαστικότητα και η απορροφητικότητα του διαφανούς υλικού στην ηλιακή ακτινοβολία, και η αντοχή του στις κλιµατικές µεταβολές είναι καθoριστικά κριτήρια επιλογής. ∆εν πρέπει βέβαια να παραλείψουµε την εµφάνιση και το αρχικό κόστος αγοράς, τοποθέτησης και συντήρησης που πρέπει να είναι όσο το δυνατόν µικρότερο για να µην επιβαρύνεται η κατασκευή. την απαίτηση για φυσικό φωτισµό του κτιρίου, που θα πρέπει να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις των χρηστών. Τα µεγάλα ανοίγµατα δηµιουργούν κίνδυνο θαµπώµατος και µείωση της ιδιοτικότητας. Η ορθολογική χωροθέτηση, διαστασιολόγηση και προστασία των ανοιγµάτων και, συγχρόνως, η αύξηση της λαµπρότητας των περιβαλλουσών επιφανειών του φωτιζόµενου χώρου, αποµακρύνει τον κίνδυνο της θάµβωσης και της οπτικής ενόχλησης.
Τα συµπαγή δοµικά στοιχεία (τοιχοποιίες, δάπεδα), σε ένα σύστηµα που εκµεταλλεύεται την ηλιακή ενέργεια µε τη δέσµευσή της από τα ανοίγµατα κατασκευάζονται από υλικά µε µεγάλη θερµοχωρητικότητα, ώστε αφενός να αποθηκεύουν θερµότητα, χρήσιµη για τη νύχτα και περιόδους συννεφιάς και αφετέρου να συµβάλλουν στην αποφυγή της υπερθέρµανσης του χώρου .
Συνήθως είναι βαριά οικοδοµικά υλικά του φέροντα οργανισµού και του κελύφους γενικότερα (για παράδειγµα, σκυρόδεµα, οπτόπλινθοι, πέτρα) καθώς και υλικά επενδύσεων (κεραµικά πλακίδια, φυσικοί λίθοι, κλπ).
Η θερµότητα, προερχόµενη δωρεάν από την ηλιακή ακτινοβολία, αποθηκεύεται για να αποδοθεί το βράδυ, ώστε σε 24ωρη βάση η θερµοκρασία να διατηρείται στα επίπεδα της θερµικής άνεσης. Όσο µεγαλύτερα είναι τα ανοίγµατα και ικανοποιητική σε µέγεθος η επιφάνεια αποθήκευσης, τόσο µειώνεται η κατανάλωση ενέργειας το χειµώνα. ∆εν θα πρέπει να ξεχνάµε ότι θερµική µάζα χωρίς πρόβλεψη θερµοµόνωσης του δοµικού στοιχείου, διαγράφει τα πιθανά ηλιακά κέρδη κατά τη χειµερινή περίοδο. Συγχρόνως, η θερµική αδράνεια ή θερµοχωρητικότητα βοηθά στο να µετριαστεί η θερµοκρασία κατά τη διάρκεια της ηµέρας του καλοκαιριού και να επιτύχει ο δροσισµός που επιτυγχάνεται τις βραδινές ώρες µε το αερισµό.

Το παθητικό σύστηµα του ηλιακού τοίχου θερµικής αποθήκευσης
Ο τοίχος θερµικής αποθήκευσης είναι ένας τοίχος, κατά κανόνα νότιος, κατασκευασµένος µε υλικά µεγάλης θερµοχωρητικότητας (χυτό σκυρόδεµα, τσιµεντόλιθους, τούβλα, πέτρα και ωµοπλινθοδοµή ή και δοχεία που περιέχουν νερό),
µε υφή και χρώµα που µεγιστοποιεί την απορροφητικότητα της ηλιακής ακτινοβολίας, χωρίς θερµοµόνωση, που λειτουργεί σαν συλλέκτης, αποθήκη και διανοµέας της θερµότητας. Ένα υαλοστάσιο τοποθετηµένο σε µια απόσταση 10 εκ. ή περισσότερο από αυτόν προς την εξωτερική του πλευρά, χρησιµεύει για τη δέσµευση της ηλιακής ακτινοβολίας, (φωτογραφία 6). Η θερµότητα  που προέρχεται από την ηλιακή ακτινοβολία αποθηκεύεται στον τοίχο και από εκεί µεταδίδεται µε αγωγιµότητα ή και µεταφορά µε φυσικό θερµοσιφωνισµό, εάν υπάρχουν οι κατάλληλες θυρίδες, στο χώρο. Η εξωτερική επιφάνεια του τοίχου που θερµαίνεται άµεσα από την ακτινοβολία µπορεί να φθάσει ως τους 65 οC . Ταυτόχρονα το γυαλί λειτουργεί σαν µονωτικό στρώµα για τη µείωση των θερµικών απωλειών από το θερµό τοίχο προς το εξωτερικό ψυχρό περιβάλλον.
Παθητικό σύστηµα µε ηλιακούς χώρους-προσαρτηµένα θερµοκήπια
Ο ηλιακός χώρος – θερµοκήπιο κατασκευάζεται στη νότια πλευρά του κτιρίου, περιβάλλεται από τη µια ή µέχρι τις τρεις πλευρές του µε υαλοστάσιο και από τις υπόλοιπες από συµπαγή τοίχο µε θερµική µάζα µε τον οποίο και συνδέεται µε το κυρίως κτίριο. Ο προσαρτηµένος ηλιακός χώρος έχει τις ρίζες του στην ευρωπαϊκή αρχιτεκτονική του 19ου αιώνα - µε τα αίθρια, τα ηλιακά δωµάτια, τα θερµοκήπια τους σκεπαστούς γυάλινους δρόµους. Ο ηλιακός» – «το λιακωτό» της παραδοσιακής ελληνικής αρχιτεκτονικής είναι επίσης µια µορφή ηλιακού χώρου.
Η προσάρτηση ηλιακών χώρων –θερµοκηπίων στις κατοικίες έχει πολλαπλή συνεισφορά: προσφέρει χρηστικό χώρο στους ενοίκους στις µεταβατικές εποχές του έτους, αυξάνοντας µε αυτό τον ήπιο τρόπο το µέγεθος του κατοικήσιµου χώρου, διευκολύνει την παραγωγή αγροτικών προϊόντων στη χειµερινή περίοδο για οικιακή χρήση, βοηθά στην ανάπτυξη των φυτών, και συµβάλλει στην εξοικονόµηση ενέργειας στο κτίριο . Συχνά τα θερµοκήπια είναι χώροι που προστίθενται εκ των υστέρων στα υφιστάµενα κτίρια, µε µικρό κόστος και µπορούν να εξυπηρετήσουν πολλές λειτουργίες. Ο χώρος του θερµοκηπίου θερµαίνεται απευθείας από την ηλιακή ακτινοβολία και λειτουργεί σαν το παθητικό σύστηµα του «απευθείας κέρδους». Η θερµότητα µεταφέρεται στο κυρίως κτίριο µέσα από τα ανοίγµατα. Συγχρόνως η ηλιακή ενέργεια απορροφάται από τον πίσω συµπαγή τοίχο του θερµοκηπίου, µετατρέπεται σε θερµότητα και ένα ποσοστό µεταφέρεται στο κτίριο.
Το θερµοκήπιο επίσης λειτουργεί σαν φράγµα θερµικών απωλειών του κτιρίου προς το εξωτερικό περιβάλλον. Σχεδόν όλες τις ώρες της ηµέρας ο ηλιακός χώρος έχει υψηλότερη θερµοκρασία από τη θερµοκρασία του περιβάλλοντος και έτσι συµβάλλει στη µείωση των θερµικών απωλειών από το κτίριο.
Χωρίς ηλιοφάνεια, η εσωτερική θερµοκρασία σ’ ένα θερµοκήπιο µε διπλό υαλοστάσιο φθάνει τουλάχιστον στους 10οC όταν η εξωτερική είναι 0 οC.

Οι ηλιακές εφαρµογές στη χώρα µας
Στην Ελλάδα, σύµφωνα µε µελέτη του Κέντρου ανανεώσιµων Πηγών Ενέργειας (ΚΑΠΕ), υπολογίζεται ότι από τα συστήµατα και τις τεχνικές που έχουν εφαρµοστεί στα βιοκλιµατικά κτίρια που καταγράφηκαν (174 µεµονωµένες εφαρµογές βιοκλιµατικού σχεδιασµού και 2 εφαρµογές σε οικιστικά σύνολα), την κύρια θέση κατέχουν απλές τεχνικές για µεγιστοποίηση των νότιων ανοιγµάτων. Θερµοκήπια εµφανίζονται στο 42% των κτιρίων και ηλιακοί τοίχοι στο 27% των κτιρίων.
Από τις ενεργειακές προσοµοιώσεις που εκπονήθηκαν  από το ΚΑΠΕ στα πλαίσια ερευνητικού προγράµµατος και µε βάση τις καταγεγραµµένες πραγµατικές συνθήκες χρήσης των κτιρίων, η κατανάλωση ενέργειας για τη θέρµανση των βιοκλιµατικών κατοικιών συνεχούς χρήσης κυµαίνεται στην α΄ κλιµατική ζώνη από 25-42 KWh/m2, στη β΄ κλιµατική ζώνη από 28-55 KWh/m2 και στη γ΄ κλιµατική ζώνη από 44-90 KWh/m2.  Εκτιµάται ότι σε σχέση µε τα συνήθη συµβατικά κτίρια κατασκευασµένα µετά το 1979 (έτος εφαρµογής του Κανονισµού Θερµοµόνωσης) τα βιοκλιµατικά κτίρια παρουσιάζουν εξοικονόµηση ενέργειας της τάξης του 30%, ενώ σε σχέση µε παλαιότερα µη µονωµένα κτίρια, η αντίστοιχη εξοικονόµηση ενέργειας ανέρχεται σε ποσοστό της τάξης του 80%.

Συνειδητοποιηµένοι χρήστες
Ο βιοκλιµατικός σχεδιασµός όπως αναφέραµε συµβάλλει στην εξοικονόµηση ενέργειας, και στη βελτίωση των συνθηκών διαβίωσης µέσα και έξω από τα κτίρια. Mε τον προσανατολισµό του κτιρίου και κυρίως των ανοιγµάτων του, τη µορφή του κτιρίου, την αναλογία συµπαγών στοιχείων και ανοιγµάτων, την κατασκευή του κελύφους, και την επιλογή των συστηµάτων θέρµανσης, αερισµού και φωτισµού επεµβαίνει ο µελετητής στην θερµική συµπεριφορά του κτιρίου.
Για την εκλογή του πιο κατάλληλου παθητικού συστήµατος για κάθε περίπτωση παίρνονται υπόψη τα πλεονεκτήµατα και τα µειονεκτήµατα κάθε συστήµατος που αναφέρονται σε σχέση µε την απόδοση, το κόστος την απλότητα της κατασκευής και την επίδρασή του στη λειτουργία του κτιρίου.
Η απόδοση µιας βιοκλιµατικής τεχνικής πρέπει επίσης να σχετίζεται µε την κλιµατική περιοχή εφαρµογής αλλά και τις απαιτήσεις άνεσης που τίθενται από τους χρήστες. Είναι δυνατόν, ενώ έχει προβλεφθεί το κατάλληλο για την περιοχή σύστηµα, εάν δεν διαστασιολογηθεί µε υπολογισµό και θερµική ανάλυση ολόκληρου του κτιριακού κελύφους, να µην αποδώσει τα αναµενόµενα οφέλη.
Eκτός όµως από το κτισµένο περιβάλλον (σχεδιασµός και κατασκευή), είναι και ο τρόπος χρήσης του κτιρίου που επηρεάζει την κατανάλωση ενέργειας. Οι χρήστες του κτιρίου µε την “συµπεριφορά” και τις συνήθειές τους, µπορούν να διαφοροποιήσουν ουσιαστικά την θερµική συµπεριφορά και εποµένως την τελική κατανάλωση ενέργειας και πολλές φορές µπορεί να οδηγήσουν και σε αρνητική λειτουργία.
Είναι προφανές ότι ένα σύστηµα απευθείας κέρδους δεν θα αποδώσει στο βαθµό που έχει υπολογιστεί εάν το βράδυ δεν χρησιµοποιούνται τα φύλλα ασφαλείας (παντζούρια) και θα έχει αρνητικό αποτέλεσµα εάν στη διάρκεια της ηµέρας παραµένουν κλειστές οι κουρτίνες.
Eνηµερωµένοι, και συνεπώς συνειδητοποιηµένοι σε σχέση µε το “ενεργειακό πρόβληµα” χρήστες, µπορούν µε την ορθολογική χρήση των διαφόρων συστηµάτων ελέγχου του εσωκλίµατος που έχουν στην διάθεσή τους, να συµβάλλουν στην µείωση των θερµικών απωλειών, στην αποφυγή της υπερθέρµανσης και γενικότερα στην µείωση της κατανάλωσης ενέργειας.

Επίλογος
Στο ξεκίνηµα του 21ου αιώνα το στοίχηµα που πρέπει να κερδίσουµε είναι να ελαχιστοποιήσουµε την εξάρτησή µας από τα ορυκτά καύσιµα, τουλάχιστον όσον αφορά τη θέρµανση και την ψύξη των κτιρίων, εκµεταλλευόµενοι τις ανεξάντλητες πηγές ενέργειας- τον ήλιο και τον αέρα-, που η χώρα µας διαθέτει, και να βάλουµε τις βάσεις για την περιβαλλοντική βελτίωση των πόλεών µας φροντίζοντας συγχρόνως την προστασία του φυσικού περιβάλλοντος.
Ο σχεδιασµός, η κατασκευή και ο τρόπος χρήσης των κτιρίων µας πρέπει να βασίζονται στις αρχές της ορθολογικής χρήσης και διαχείρισης των φυσικών πόρων. Συγχρόνως να συνεισφέρουν στην υγιεινή και ασφαλή διαβίωση των ενοίκων χωρίς να προκαλούνται επιπτώσεις στο περιβάλλον.
Ανάλογα µε τις διαθέσιµες υποδοµές, η εκµετάλλευση των ήπιων και ανανεώσιµων µορφών ενέργειας- της βιοµάζας, της γεωθερµίας, της αιολικής ενέργειας και της ηλιακής ενέργειας µε φωτοβολταϊκά και ηλιακούς συλλέκτες θέρµανσης νερού- µπορεί να συµβάλλει στην εξοικονόµηση ενέργειας και στη δηµιουργία πιο καθαρού περιβάλλοντος.
Ο ενεργειακός σχεδιασµός των κτιρίων, η προσαρµογή στις κλιµατικές και τοπικές συνθήκες, η χρησιµοποίηση οικοδοµικών υλικών µε οικολογική συµπεριφορά και δυνατότητα επανάχρησης, η βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης του εξοπλισµού µπορούν να συµβάλλουν στη βελτίωση του περιβάλλοντος και στην ενσωµάτωση της λογικής που οδηγεί στην «αειφόρο και βιώσιµη ανάπτυξη» των πόλεων και των οικισµών µας.
Λύσεις υπάρχουν. Λύσεις αρχιτεκτονικές στο πλαίσιο του σχεδιασµού µε βιοκλιµατικά και περιβαλλοντικά κριτήρια σε όλα τα νέα κτίρια. Λύσεις τεχνικές, για τη βελτιστοποίηση της ενεργειακής συµπεριφοράς σε νέα και υφιστάµενα κτίρια µε επεµβάσεις για την µείωση των θερµικών απωλειών, την εκµετάλλευση της ηλιακής ακτινοβολίας και την αύξηση του φυσικού δροσισµού το καλοκαίρι. Λύσεις τεχνολογικές, µε ενσωµάτωση ανανεώσιµων πηγών ενέργειας, συστηµάτων εξοικονόµησης ενέργειας και ενεργειακής διαχείρισης. Λύσεις µη τεχνολογικές- ανθρώπινης συµπεριφοράς, ώστε να περιοριστεί η κατανάλωση ενέργειας χωρίς να µειωθεί το επίπεδο της θερµικής και οπτικής άνεσης και εν γένει της διαβίωσης στα κτίρια. Με την συνεπικουρία των θεσµικών και οικονοµικών κινήτρων που θα συµβάλλουν στη στροφή της κοινωνίας προς τη βιώσιµη διαχείριση της ενέργειας στα κτίρια, είναι εφικτή η λειτουργία, αν όχι µηδενικής κατανάλωσης ενέργειας, τουλάχιστον χαµηλής κατανάλωσης ενέργειας κτιρίου.