Φωτορεαλιστική εικόνα της όψης του ανακαινισμένου σταθμού Rotterdam Central, από την αρχιτεκτονική ομάδα CS.

Φωτοβολταϊκά κύτταρα τοποθετημένα στην όψη του ξενοδοχείου Industrial στο Παρίσι.

Η ενσωμάτωση φωτοβολταϊκών στοιχείων στην αρχιτεκτονική όψη ενός κτιρίου.

Διαφορετικοί τύποι φωτοβολταϊκών πλαισίων, ενσωματωμένοι στη στέγη του κεντρικού σιδηροδρομικού σταθμού στο Βερολίνο.

O σιδηροδρομικός σταθμός Rotterdam Central λίγο πριν την κατεδάφισή του.

Φωτορεαλιστική εικόνα από το εσωτερικό του κτιρίου στην οποία φαίνεται η νέα γυάλινη στέγη πάνω από την πλατφόρμα του σταθμού.

Η νέα στέγη του σταθμού είναι μήκους 250 μέτρων και εκτείνεται πάνω από όλο το τμήμα της πλατφόρμας.

Φωτοβολταϊκά πλαίσια Optisol, της εταιρείας Sheuten Solar, σε τμήμα της στέγης του σταθμού.

Κομμάτι της στέγης του σταθμού με τα ενσωματωμένα φωτοβολταϊκά πλαίσια.

Φωτορεαλιστική εικόνα από το εσωτερικό του σταθμού που αναπαριστά τη γυάλινη στέγη με τα ενσωματωμένα φωτοβολταϊκά πλαίσια πάνω από τις σιδηροδρομικές γραμμές.

Tα διαφορετικά είδη φωτοβολταϊκών στη στέγη του σταθμού.

Αισθητική και φωτοβολταϊκά BIPV

Διαβάστηκε από 2800 αναγνώστες -

Τα τελευταία χρόνια οι κρατικοί μηχανισμοί των χωρών της Ευρώπης επενδύουν όλο και περισσότερο στη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, με στόχο την ενίσχυση της αγοράς των μη-ορυκτών καυσίμων για την παραγωγή ενέργειας.

 
Ο απώτερος σκοπός είναι η κατασκευή κτιρίων που όχι μόνο θα χρησιμοποιούν πράσινες πηγές ενέργειας φιλικότερες προς το περιβάλλον, αλλά θα καλύπτουν και όλες τις ενεργειακές τους ανάγκες από αυτές. Η βασικότερη απαίτηση ενός κτιρίου σε ενέργεια, είναι ο ηλεκτρισμός, ο οποίος συμβάλλει στο φωτισμό, στη θέρμανση και στη λειτουργία των ηλεκτρικών συσκευών. Κατά συνέπεια, τα φωτοβολταϊκά στοιχεία που μετατρέπουν την ηλιακή ακτινοβολία σε ηλεκτρισμό, έχουν γίνει τα πιο διαδεδομένα μέσα για την παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, τόσο στα μικρής, όσο και στα μεγάλης κλίμακας κτίρια.

Ενσωματωμένα φωτοβολταϊκά συστήματα
Μέχρι τώρα, οι γνωστές σε μας χρήσεις φωτοβολταϊκών στοιχείων περιορίζονται στην προσθήκη πάνελ στις στέγες των κτιρίων, ή σε μικρά στέγαστρα-προσθήκες κτιρίων. Την τελευταία πενταετία όμως, πολλές ευρωπαϊκές χώρες, όπως η Ιταλία και η Γαλλία, προσπαθούν να προωθήσουν όλο και περισσότερο τη χρήση φωτοβολταϊκών συστημάτων, των οποίων η ενσωμάτωση στο κτίριο προβλέπεται ήδη από την κατασκευή του. Και μάλιστα, η ενσωμάτωσή τους δε σχεδιάζεται μόνο για τη στέγη, αλλά και για τις όψεις του κτιρίου. Έτσι ο παθητικός ρόλος του κτιριακού κελύφους που γνωρίζαμε ως τώρα, σταδιακά αλλάζει. Δηλαδή, εκτός από την προστασία από τις θερμοκρασιακές μεταβολές, το θόρυβο και τα καιρικά φαινόμενα, το κέλυφος θα συμβάλλει ενεργά και στην παραγωγή ενέργειας!
Τα πλεονεκτήματα της κίνησης αυτής είναι πολλά και διάφορα:
- Τα BIPV (Building Intergrated Photovol-taics: ενσωματωμένα στο κτίριο φωτοβολταϊκά), εξακολουθούν να παρέχουν στο εσωτερικό του κτιρίου, σκιασμό, προστασία από τις καιρικές συνθήκες και ασφάλεια, ενώ ταυτόχρονα έχουν τη δυνατότητα να καλύπτουν και το μεγαλύτερο ποσοστό της απαίτησης του κτιρίου σε ηλεκτρισμό.
- Με τη χρήση BIPV στο κέλυφος του κτιρίου έχουμε καλύτερη εκμετάλλευση του διαθέσιμου χώρου χωρίς να χρειάζεται να γίνουν μετέπειτα αλλαγές και προσθήκες στο κτίριο.
- Επιπλέον, γίνεται οικονομία στη χρήση δομικών υλικών για την κατασκευή του κελύφους, καθώς τα φωτοβολταϊκά στοιχεία που θα χρησιμοποιηθούν θα αποσβέσουν το κόστος τους με την παραγωγή ενέργειας.
- Ακόμα, με τη χρήση διαφορετικών ειδών BIPV μπορεί να δημιουργηθεί μια ενδιαφέρουσα αρχιτεκτονική όψη που θα συνδυάζει διαφορετικής διαφάνειας και χρώματος στοιχεία.
Η μεγάλη πρόοδος που σημειώνει η βιομηχανία παραγωγής δομικών υλικών καθώς και η τεχνολογία επεξεργασίας τους, οδήγησαν στη δημιουργία πολυποίκιλων φωτοβολταϊκών στοιχείων πιο ευέλικτων και εύχρηστων, με αποτέλεσμα την ευκολότερη ενσωμάτωσή τους στο κτιριακό κέλυφος, -για παράδειγμα στην πρόσοψη ενός κτιρίου- διατηρώντας ταυτόχρονα την αισθητική του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού του. Η ενσωμάτωση φωτοβολταϊκών στις όψεις ενός κτιρίου έχει όλα τα πλεονεκτήματα που αναφέρθηκαν παραπάνω, αλλά σαφώς η απόδοσή τους είναι μειωμένη καθώς η κατεύθυνσή τους είναι κάθετη σε σχέση με την ηλιακή ακτινοβολία. Είναι προφανές πως η οριζόντια θέση των φωτοβολταϊκών είναι και η αποτελεσματικότερη. Η στέγη, λοιπόν, είναι το βασικότερο προς εκμετάλλευση κομμάτι ενός κτιρίου, για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με χρήση φωτοβολταϊκών στοιχείων. Για την ενσωμάτωσή τους, η τεχνολογία έχει εξελίξει διάφορους τύπους πλαισίων σε διάφορα επίπεδα διαφάνειας, αλλά και φωτοβολταϊκά με τη συμβατική μορφή κεραμιδιών σε μπλε χρώμα.

Η ενσωμάτωση φωτοβολταϊκών στοιχείων στο νέο σιδηροδρομικό σταθμό του Rotterdam Central
Ένα έξοχο παράδειγμα εφαρμογής του συστήματος των ενσωματωμένων στο κτίριο φωτοβολταϊκών, αποτελεί ο σιδηροδρομικός σταθμός Rotterdam Central που βρίσκεται στην καρδιά της Ευρώπης. Το Rotterdam Central αποτελεί μέρος του ευρωπαϊκού δικτύου των σιδηροδρομικών γραμμών υψηλής ταχύτητας και είναι ένα κομβικό σημείο για την ίδια την πόλη. Αυτή η διπλή σχέση, με την πόλη και με την Ευρώπη, δίνει στο σταθμό και στον περίβολο του σταθμού μία ιδιαίτερη διάσταση. Με λίγα λόγια, το Rotterdam Central, συνδέει την Ευρώπη με τις Κάτω Χώρες.

Αρχιτεκτονικός σχεδιασμός
Το 2007, η ιδιοκτήτρια εταιρεία του σταθμού ProRail καθώς και το Τμήμα Δημοσίων Έργων του Rotterdam, αποφάσισαν από κοινού την ανακαίνιση του σταθμού, αναθέτοντας το έργο στην αρχιτεκτονική ομάδα CS, που συντάσσεται από τις εξής ομάδες: Benthem Crouwel Architects, MVSA και West 8 Urban Design & Landscape Architecture. Ο παλιός σταθμός, σχεδιασμένος από τον αρχιτέκτονα Sybold van Ravesteyn, δεν μπορούσε να καλύψει τις τρέχουσες απαιτήσεις σε μέγεθος, διάταξη και αισθητική. Αυτό που χρειαζόταν ήταν ένας νέος σταθμός, σχεδιασμένος ως μία οντότητα. Το νέο σχέδιο προβλέπει έτσι, ώστε η αίθουσα του σταθμού να εκτείνεται από τη βόρεια πλευρά της πόλης προς τη νότια, σε παραλληλία με την πλατφόρμα των τρένων και την οροφή του κτιρίου. Δημιουργείται έτσι ένα ενιαίο σύνολο, με συνέπεια οι επιβάτες των τρένων να έχουν από τη στιγμή της άφιξής τους στο χώρο, την αίσθηση της εισόδου σε ένα κτίριο.

Ενσωματωμένα φωτοβολταϊκά στη στέγη του ανακαινισμένου σιδηροδρομικού σταθμού
Στο πλαίσιο της ανακαίνισης του σταθμού, ζητήθηκε από την ολλανδική εταιρεία Sheuten Solar να εγκαταστήσει ένα σύστημα BIPV (Building Intergrated Photovoltaics: ενσωματωμένα στο κτίριο φωτοβολταϊκά) στο κτίριο. Το έργο προβλέπεται να ολοκληρωθεί το 2013 και το σημαντικότερο κομμάτι του αποτελεί η νέα στέγη του σταθμού. Το αρχικό αρχιτεκτονικό σχέδιο προέβλεπε μία διάφανη στέγη με ένα εκτυπωμένο στο γυαλί πατρόν για τη δημιουργία σχηματικών σκιασμών στο εσωτερικό του χώρου. Στο σχέδιο αυτό, λοιπόν, η ProRail, αποφάσισε να συμπεριλάβει τη χρήση BIPV, τα οποία εύκολα θα εναρμονίζονταν με το αρχικό πλάνο καθώς αναφερόμαστε και πάλι σε διάφανα στοιχεία, αλλά με πολύ περισσότερες ιδιότητες από το απλό γυαλί. Η Sheuten Solar καλείται να παράσχει για το κτίριο 30,000 τετραγωνικά μέτρα πολυστρωματικών υαλώσεων, τριών διαφορετικών φινιρισμάτων, καθώς και 30,000 τετραγωνικά μέτρα φωτοβολταϊκών πάνελ που θα ενσωματωθούν πλήρως στην ανακαινισμένη γυάλινη στέγη. Κύριος στόχος του όλου εγχειρήματος είναι, τόσο η ανανέωση και ο εκσυγχρονισμός του σταθμού, αλλά και του περιβάλλοντος χώρου, όσο και η επέκταση του κτιρίου προκειμένου να καλύψει την αναμενόμενη αύξηση του αριθμού των επιβατών στο άμεσο μέλλον. Προκειμένου να επιτευχθεί το καλύτερο δυνατό αισθητικό αποτέλεσμα, σε συνδυασμό με την μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση των ενσωματωμένων στη στέγη φωτοβολταϊκών συστημάτων, χρειάστηκαν δύο χρόνια εκτεταμένων μελετών και διάφορων σχεδιαστικών προτάσεων. Από τις μελέτες αυτές προέκυψε η εγκατάσταση ενός φωτοβολταϊκού συστήματος με ισχύ περίπου μισού μεγαβάτ και ετήσια παραγωγή που ανέρχεται στις 345,000 κιλοβατώρες. Αυτή η ενέργεια που θα παράγεται από τα φωτοβολταϊκά πάνελ, ισούται με 275,000 τόνους διοξειδίου του άνθρακα ετησίως, ή, κοινώς, με την ηλεκτρική κατανάλωση περισσότερων από εκατό νοικοκυριών. Η διάφανη στέγη είναι μήκους 250 μέτρων και εκτείνεται πάνω από όλο το κομμάτι της σιδηροδρομικής γραμμής, καλύπτοντας συνολικά έκταση 28,500 τετραγωνικών μέτρων περίπου. Τα φωτοβολταϊκά κύτταρα τοποθετήθηκαν στη στέγη έπειτα από μελέτες που έγιναν για το συνδυασμό της αποτελεσματικότερης ενεργειακής τους απόδοσης με τον καλύτερο δυνατό σκιασμό του χώρου. Τα κύτταρα αυτά είναι ορατά και ενσωματώθηκαν στον αρχικό σχεδιασμό της στέγης, ο οποίος περιλάμβανε ένα πολύχρωμο πατρόν εκτυπωμένο στο γυαλί. Με τον τρόπο αυτό, η αρχιτεκτονική και η αειφορία γίνονται αισθητές στον καθημερινό ταξιδιώτη που διασχίζει το σιδηροδρομικό σταθμό του Rotterdam. Η τεχνολογία της ενσωμάτωσης των φωτοβολταϊκων που θα χρησιμοποιηθεί στην εγκατάσταση της στέγης, βασίζεται στα ημι-διάφανα πλαίσια Optisol, της εταιρείας Sheuten Solar, που αποτελούν μία πατέντα αποκλειστικά σχεδιασμένη για όψεις κτιρίων και στέγες. Τα πλαίσια αυτά, είναι κατασκευασμένα από γυαλί με υψηλό δείκτη διαφάνειας έτσι, ώστε να εξασφαλιστεί η βέλτιστη ενεργειακή απόδοση. Τα 30,000 τετραγωνικά μέτρα έκτασης της στέγης που θα καλυφθούν από τα φωτοβολταϊκά στοιχεία, αποτελούνται από τρεις ενότητες υαλώσεων: Οι δύο περιλαμβάνουν τα ορατά φωτοβολταϊκά κύτταρα σε συνδυασμό με ένα εκτυπωμένο στο γυαλί πατρόν, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ενώ η τρίτη, που θα βρίσκεται στο ενδιάμεσο των προηγούμενων ενοτήτων, θα είναι ένα ατόφιο διάφανο κομμάτι φωτοβολταϊκού υαλοπίνακα. Ο συνδυασμός των τριών αυτών ενοτήτων επιλέχθηκε προκειμένου να επιτευχθούν η δημιουργία μίας ασφαλούς στέγης, η σωστή διάχυση του φωτός στο χώρο, η παραγωγή της αντίστοιχης θερμοκρασίας από την ηλιακή ενέργεια, αλλά και η αισθητική της αρχιτεκτονικής του έργου.

 

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΑΚΟΜΗ