02. Diaphragmatic Prism

Ανθούλα Γεωργούλη, Δημήτρης Ζάρας

 

Πινακίδα 1 Πινακίδα 2

Η παρούσα μελέτη αφορά ένα δυναμικό σύστημα σκίασης για νότιο προσανατολισμό, που συμβάλει παράλληλα, στην διατήρηση της εσωτερικής θερμοκρασίας του αέρα, κατά τους χειμερινούς μήνες, αφού προβλέπεται ένα σύστημα ανακύκλωσης και φυσικής θέρμανσης του αέρα από τον ήλιο. Πιο συγκεκριμένα, το σύστημα αποτελείται από μια μονάδα τριών διάτρητων μεταλλικών πάνελ - σε διαφορετικά μεταξύ τους επίπεδα- η οποία, όπως φαίνεται στο διάγραμμα κεντρικής ιδέας, πολλαπλασιάζεται και δημιουργεί τη βασική τετράδα. Στον κατακόρυφο άξονα που ορίζεται από το κέντρο της τετράδας, βρίσκεται και μία φουσκωτή κατασκευή από ETFE. Αναλυτικότερα, όσον αφορά τη μονάδα των πάνελ, αποτελείται από ένα πάνελ σε σχήμα ισόπλευρου τριγώνου και δύο μικρότερα τα οποία προκύπτουν από την διχοτόμηση του πρώτου. Έτσι, επιλέγοντας τους κατάλληλους άξονες περιστροφής η μονάδα παίρνει την όψη ισόπλευρου τριγώνου ή ορθογωνίου παραλληλογράμμου. Με αφορμή αυτήν την δυνατότητα, σχεδιάστηκε η φουσκωτή κατασκευή η οποία είναι τελείως φουσκωμένη και έχει σχήμα ρόμβου, όταν τα πάνελ βρίσκονται σε τριγωνικό σχηματισμό – κλειστή θέση συστήματος. Επίσης, ταυτόχρονα με την περιστροφή των πάνελ, απελευθερώνει τον αέρα της για να φτάσει στην τελική ξεφούσκωτη μορφή της, με τα πάνελ σε ορθογώνιο σχηματισμό – ανοιχτή θέση.

Όσον αφορά το σενάριο λειτουργίας του συστήματος, εξαρτάται από τρεις κύριες παραμέτρους: την θέση του ήλιου, την εξωτερική θερμοκρασία και τον νεφοσκεπή ουρανό. Πιο συγκεκριμένα όταν το ύψος του ήλιου είναι πάνω από 10°, με νεφοσκεπή ουρανό το σύστημα βρίσκεται σε μια ενδιάμεση θέση, αυτή των 40° (από την κλειστή προς την ανοιχτή θέση). Αν ο ουρανός όμως είναι καθαρός, δηλαδή έχουμε άμεση ηλιακή ακτινοβολία, και η εξωτερική θερμοκρασία είναι μικρότερη από 22°C το σύστημα είναι στις 20°. Αντίστοιχα, όταν έχουμε 22°C έως και 26°C βρίσκεται στις 60° (ανοιχτό), ενώ με πάνω από 26°C είναι στις 40°. Επίσης όταν το ύψος του ήλιου είναι κάτω από τις 10° ή βρισκόμαστε 10 λεπτά πριν την λήξη του ωραρίου λειτουργίας το σύστημα κλείνει αυτόματα. Οι παραπάνω θέσεις αποφασίστηκαν βάση αποτελεσμάτων προσομοιώσεων. Τέλος, ανεξάρτητα πλέον από την λειτουργία των πάνελ, όταν η θερμοκρασία του αέρα που υπάρχει μέσα στην φουσκωτή κατασκευή είναι μεγαλύτερη ή ίση με 20°C και η μέση εσωτερική θερμοκρασία κάτω από 20°C τότε, ανοίγουν οι βαλβίδες επικοινωνίας της με τον εσωτερικό χώρο και ο ζεστός αέρας μπαίνει στον χώρο και ο κρύος στην κατασκευή. Έτσι, ο ήλιος θερμαίνει κάθε φορά τον αέρα -αφού το φουσκωτό έχει μαύρες κουκίδες σε μεγάλο μέρος της πίσω επιφάνειάς του- και επιστρέφεται στο κτίριο. Σε περίπτωση που το σύστημα χρειάζεται περισσότερο ή λιγότερο αέρα, χωρίς το κτίριο να έχει ανάγκη από αυτόν, η ανταλλαγή αέρα γίνεται με το εξωτερικό περιβάλλον.