Τομή φυτεμένου δώματος εκτατικού τύπου, Τομή: ZinCo

Shop & Trade Center, Αθήνα, Φωτογραφίες © :egreen

Εμπορικό κέντρο Metro, Κωνσταντινούπολη, Φωτογραφίες © : ZinCo

Banco de Sandater στη Μαδρίτη, Φωτογραφίες © : ZinCo

Βοηθητικό Κτίριο Πάρκου Αθλητισμού & Αναψυχής Δ. Καλλιθέας, Φωτογραφία © : egreen

Κτίριο Γραφείων Καρελά – Πιστοποίηση LEED Gold, Φωτογραφίες © : egreen

H ενεργειακή συμπεριφορά των Φυτεμένων Δωμάτων

Θα μπορούσαν οι πράσινες οροφές/φυτεμένα δώματα να λειτουργήσουν ως ρυθμιστές της ενεργειακής συμπεριφοράς των σύγχρονων κτιρίων και να αποτελέσουν ένα σημαντικό εργαλείο βελτίωσης του αστικού περιβάλλοντος;

Η φύτευση των οροφών κτιρίων σηματοδότησε ένα οικολογικό τρόπο θερμομόνωσης, προστασίας και διατήρησης της θερμοκρασίας σε ανεκτά επίπεδα για την διαβίωση των κατοίκων. Με ποιο τρόπο η υποδομή των φυτεμένων δωμάτων επηρεάζει την θερμομόνωση, θερμοχωρητικότητα, ανακλαστικότητα των οροφών και πώς μπορούν να συντελέσουν στην μείωση φαινόμενων όπως η θερμική αστική νησίδα για ένα καλύτερο αστικό περιβάλλον;

Ποια η διαφορά τους με τις συμβατικές οροφές
Σε αντίθεση με τις συμβατικές οροφές, τα φυτεμένα δώματα επιτρέπουν την αλληλεπίδραση με το περιβάλλον μέσω διαφόρων διεργασιών, όπως:

  1. Η αύξηση της συνολικής θερμοχωρητικότητας του φυτεμένου δώματος που έχει ως αποτέλεσμα την αποθήκευση μεγάλου ποσοστού ενέργειας και την καθυστέρηση της ροής θερμότητας προς ή από το κέλυφος του κτιρίου,
  2. Η απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας για τη φωτοσύνθεση
  3. Η διαπνοή των φυτών και η εξάτμιση υγρασίας από το υπόστρωμα ανάπτυξης, οι οποίες χρησιμοποιούν ένα σημαντικό μέρος της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας
  4. Η δημιουργία καλύτερων συνθηκών ανάκλασης, ανάλογα με τη δομή, την πυκνότητα και το χρώμα φυλλώματος των φυτών.

Πώς αντιμετωπίζεται η αστική θερμική νησίδα
Για την μείωση των θερμοκρασιών στα αστικά κέντρα και την αντιμετώπιση της αστικής θερμικής νησίδας (φαινόμενο κατά τα οποίο η θερμοκρασία στο κέντρο μιας πόλης είναι μεγαλύτερη από αυτή των προαστίων και της αγροτικής περιοχής που την περιβάλλει), υπάρχουν δύο ευρέως αναγνωρισμένες και τεκμηριωμένες μέθοδοι. Σύμφωνα με την πρώτη, η εισαγωγή φυσικής βλάστησης στο αστικό περιβάλλον μέσω της σκίασης αλλά και του φυσικού δροσισμού (εξατμισοδιαπνοή) θα συμβάλλει στην μείωση των θερμοκρασιών. Η δεύτερη μέθοδος προτείνει την χρήση εξειδικευμένων υλικών που θα αυξήσουν την ανακλαστικότητα μεγάλου μέρους του συνόλου των επιφανειών ώστε να μειωθεί τοπικά η θερμοκρασία. Τα φυτεμένα δώματα συνδυάζουν τις δύο μεθόδους και προτείνονται για την μείωση του φαινόμενου των αστικών θερμικών νησίδων. Ωστόσο για να υπάρξει ουσιαστικό αποτέλεσμα στις πόλεις, η εφαρμογή φυτεμένων δωμάτων πρέπει να ενταχθεί σε έναν ολοκληρωμένο αειφόρο σχεδιασμό που θα ενοποιεί υπαίθριους χώρους πρασίνου και θα εφαρμοστεί σε αρκετά μεγάλο ποσοστό δομημένων επιφανειών.

Ο βαθμός ανακλαστικότητας των φυτεμένων δωμάτων
Τα φυτεμένα δώματα έχουν υψηλό βαθμό ανακλαστικότητας που κυμαίνεται μεταξύ 0,7 και 0,85, ανάλογα με τη διαθεσιμότητα του νερού στο σύστημα υποδομής για εξατμισοδιαπνοή αλλά και το είδος των φυτικών ειδών που αναπτύσσονται (χρώμα, πυκνότητα βλαστών κ.α.). Κατά την εφαρμογή φυτεμένων δωμάτων εκτατικού και ημιεντατικού τύπου, θα πρέπει η υγρασία του υποστρώματος ανάπτυξης να διατηρείται σε επίπεδο που να επιτρέπει την εξατμισοδιαπνοή. Συνεπώς, η εποχική άρδευση κυρίως στις μεσογειακές κλιματικές συνθήκες, είναι απαραίτητη κατά τις περιόδους ξηρασίας όπου το υδατικό ισοζύγιο είναι αρνητικό, για την διατήρηση της υγρασίας υποστρώματος σε επίπεδο που επιτρέπει την ανάπτυξη των φυτών.

Τα φυτεμένα δώματα ενισχύουν τη θερμομόνωση
Η εφαρμογή σύγχρονων λειτουργικών φυτεμένων δωμάτων είναι ένας φυσικός, οικολογικός τρόπος ενίσχυσης της υφιστάμενης ή της νέας θερμομονωτικής στρώσης. Κατά την ανακατασκευή των οροφών υφιστάμενων κτιρίων που διαθέτουν την απαραίτητη στατική επάρκεια, τα συστήματα υποδομής φυτεμένου δώματος εφαρμόζονται πάνω από την θερμομονωτική στρώση, είτε πρόκειται για συμβατική μορφή διάστρωσης θερμού δώματος είτε για ανεστραμμένο δώμα. Σύμφωνα με την θεωρητική και πειραματική ανάλυση για τη θερμική συμπεριφορά του συστήματος υποδομής φυτεμένου δώματος σε δύο διαφορετικά κτίρια στο Περιστέρι και το Ψυχικό, που πραγματοποιήθηκε από την ομάδα Φυσικής Κτιριακού Περιβάλλοντος του τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου Αθηνών, βρέθηκε ότι τα φυτεμένα δώματα συμβάλλουν ιδιαίτερα στη μείωση των απαιτούμενων φορτίων για ψύξη των κτιρίων. Η μείωση των φορτίων δροσισμού υπολογίστηκε σε ποσοστό 11%.

Τι οφέλη προσφέρουν τα φυτεμένα δώματα
Η εφαρμογή ολοκληρωμένων συστημάτων υποδομής φυτεμένων δωμάτων που πληρούν τις διεθνείς προδιαγραφές συνδυάζει την βελτίωση της ενεργειακής συμπεριφοράς των κτιρίων και την περιβαλλοντική αναβάθμιση. Τα φυτεμένα δώματα αυξάνουν την θερμοχωρητικότητα, βελτιώνουν την θερμομόνωση του κτιρίου ενώ παράλληλα δημιουργούν ευνοϊκό μικροκλίμα μέσω της διεργασίας της εξατμισοδιαπνοής. Ο συνδυασμός των φυσικών διεργασιών στο φυτεμένο δώμα, μειώνει σημαντικά την διακύμανση των θερμοκρασιών στο επίπεδο μεταξύ της δομής του φυτεμένου δώματος και του κελύφους του κτιρίου, συμβάλλοντας σε σημαντικό βαθμό στην προστασία του.


Η ασφάλεια συνδέεται με τη δομή
Η πολυεπίπεδη δομή του φυτεμένου δώματος αποτελείται από επάλληλες στρώσεις εξειδικευμένων υλικών που διασφαλίζουν την σωστή λειτουργία και ενεργειακή του συμπεριφορά.
  • Αντιριζική Μεμβράνη. Για την διασφάλιση της αντιρριζικής προστασίας του δώματος, εφαρμόζονται συνθετικές ή ασφαλτικές μεμβράνες. Οι εξειδικευμένες μεμβράνες είναι ανθεκτικές στα οξέα και έχουν μεγάλη αντοχή σε ακραίες θερμοκρασιακές διαφορές.
  • Υπόστρωμα προστασίας και συγκράτησης υγρασίας. Τα υποστρώματα προστασίας από πολυεστερικές, συνθετικές ίνες που καλύπτουν την επιφάνεια των αντιρριζικών μεμβρανών προστατεύουν την οροφή από μηχανικές καταπονήσεις ενώ ταυτόχρονα λειτουργούν σαν επίπεδα αποθήκευσης νερού.
  • Σύστημα Αποστράγγισης. Η εφαρμογή του συστήματος αποστράγγισης έχει ως πρωταρχικό στόχο την απομάκρυνση της περίσσειας νερού. Τα φύλλα αποστράγγισης έχουν κυψελοειδή δομή με αμφίπλευρες διάτρητες εγκολπώσεις και αποσκοπούν 
(i) στην διατήρηση των κατάλληλων συνθηκών αποστράγγισης που επιτρέπουν την ανάπτυξη των φυτών,
(ii) στην συγκράτηση των όμβιων υδάτων και του νερού άρδευσης και σταδιακή απορρόφηση του από τα φυτά,
(iii) τη διαχείριση της απορρέουσας ποσότητας όμβριων υδάτων
(iv) τη διασφάλιση της κυκλοφορίας του αποθηκευμένου αέρα που επιτρέπει τον αερισμό του ριζικού συστήματος των φυτών.


Τα συστήματα αποστράγγισης είναι κατασκευασμένα συνήθως από πλαστικά ανακυκλωμένα και ανακυκλώσιμα υλικά όπως τα HD‐PE / ABS. Ωστόσο για την ενίσχυση της θερμικής συμπεριφοράς τους κατασκευάζονται και από υδροφοβική διογκωμένη πολυστερίνη EPS‐SE με θερμική αντίσταση που μεταβάλλεται ανάλογα με το πάχος του συστήματος από 0,7 έως 2,15 m2K/W.

  • Διηθητικό φίλτρο. Το διηθητικό φίλτρο κατασκευασμένο από ενισχυμένο πολυπροπυλένιο εμποδίζει την ροή μικροσωματιδίων από το υπόστρωμα ανάπτυξης προς τις υποκείμενες στρώσεις. 
  • Υπόστρωμα Ανάπτυξης Φυτών. Τα εξειδικευμένα υποστρώματα ανάπτυξης έχουν μικρό ειδικό βάρος και αποτελούνται από μεγάλο ποσοστό αδρανών υλικών διαβαθμισμένης κοκκομετρίας και φυτικής κομπόστας. Η εφαρμογή τους αποσκοπεί στην δημιουργία συνεκτικής δομής για την στήριξη των φυτών, στην δημιουργία μεγάλου πορώδους για τον αερισμό των ριζών, στην συγκράτηση νερού καθώς και στην δημιουργία των απαραίτητων φυσικών και χημικών ιδιοτήτων για την θρέψη τους.

Ενεργειακή αποτύπωση των φυτεμένων δωμάτων
Τα φυτεμένα δώματα συντελούν στον βιοκλιματικό σχεδιασμό των κτιρίων δημιουργώντας νέα δεδομένα για την ενεργειακή τους συμπεριφορά. Η σύγχρονη λειτουργική δομή τους σε συνδυασμό με τη βλάστηση μειώνουν τις σκληρές επιφάνειες του κτιρίου, και βοηθούν σημαντικά στην μείωση της απώλειας θερμότητας από τα κτίρια το χειμώνα, καθώς και την εισροή θερμικών φορτίων το καλοκαίρι.

Ο ρόλος της βλάστησης. Οι μονωτικές, οι ανακλαστικές αλλά και οι ιδιότητες σκίασης διαφόρων φυτών, όπως τα είδη sedum και άλλων μεσογειακών ειδών παρέχουν προστασία στις επιφάνειες κτιρίου από την έκθεση τους στην υπεριώδη ακτινοβολία και στις ανεμοπιέσεις. Η ανάπτυξη φυτοκοινωνιών στο δώμα δημιουργεί ένα στρώμα αέρα με χαμηλότερη θερμοκρασία από αυτή του περιβάλλοντος που λειτουργεί προστατευτικά στην μεταφορά θερμών αέριων μαζών.

Οι διεργασίες στο σύστημα υποδομής. Όταν το σύστημα υποδομής (αποστραγγιστική στρώση, υπόστρωμα ανάπτυξης) είναι ξηρό, το φυτεμένο δώμα λειτουργεί ως μια απλή θερμομονωτική στρώση. Η θερμική αντίσταση R του συστήματος υποδομής δεν είναι σταθερή, αλλά εξαρτάται από την συνολική αποθηκευμένη υγρασία. Τα εξειδικευμένα μείγματα ανάπτυξης φυτών, διαθέτουν μεγάλο ποσοστό αέρα (25‐45%), ακόμη και κάτω από συνθήκες πλήρους κορεσμού, εξακολουθώντας να λειτουργούν ως θερμομονωτικά στρώματα. Η υγρασία στο σύστημα υποδομής φυτεμένου δώματος αυξάνει την θερμοχωρητικότητα του απορροφώντας και αποθηκεύοντας μεγάλα ποσοστά θερμότητας. Το αποτέλεσμα είναι η δημιουργία μια ζώνης ανάσχεσης στην ημερήσια διακύμανση της θερμοκρασίας ελαχιστοποιώντας τις ακραίες θερμοκρασίες.

Συνεπώς, τα φυτεμένα δώματα συμβάλλουν σημαντικά στην εξοικονόμηση ενέργειας μέσω της ενίσχυσης της θερμομόνωσης και της αύξησης της θερμοχωρητικότητας ανεξάρτητα από την περιεκτικότητα της υγρασίας στο φυτεμένο δώμα. Το μικρό ποσοστό υγρασίας στη δομή του φυτεμένου δώματος συμβάλλει στην καλύτερη θερμομόνωση ενώ η μεγάλη περιεκτικότητα σε νερό στην αύξηση της θερμοχωρητικότητας. Ιδιαίτερα σημαντική είναι η διεργασία της εξατμισοδιαπνοής, κυρίως κατά την διάρκεια των θερινών μηνών. Ο φυσικός δροσισμός που δημιουργείται μέσω της εξατμισοδιαπνοής στην επιφάνεια της στέγης, συμβάλει στην αύξηση της ανακλαστικότητας των φυτεμένων δωμάτων.

Η συμβολή της τεχνολογίας στην ενεργειακή συμπεριφορά
Η ολοκληρωμένη τεχνολογία φυτεμένων δωμάτων συμβάλει στη βελτίωση της ενεργειακής συμπεριφοράς των κτιρίων. Τα φυτεμένα δώματα αυξάνουν την θερμοχωρητικότητα, βελτιώνουν την θερμομόνωση του κτιρίου και παράλληλα δημιουργούν ευνοϊκό μικροκλίμα. Τα πράσινα δώματα αποτελούν μια σημαντική u960 παράμετρο στην βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής και στην οικολογική δόμηση, δημιουργούν νέους υπαίθριους χώρους, αναβαθμίζουν το αστικό τοπίο και συμβάλουν στην διαμόρφωση σύγχρονων βιώσιμων πόλεων.

Άρθρο του κ. Γρηγόρη Κοτοπούλη, Τεχνικού Διευθυντή της εταιρείας egreen