Το πρότυπο για το σπίτι του μέλλοντος είναι, σύμφωνα με τον μηχανικό Hannes Guddat, αυτό που ο ίδιος και η ομάδα του κατασκεύασαν στο Πολυτεχνείο του Darmstadt στη Γερμανία.
Πρόκειται για ένα «παθητικό σπίτι», όπως λέγεται, του οποίου οι ανάγκες σε θέρμανση, ψύξη και ηλεκτρισμό καλύπτονται από ανανεώσιμη ενέργεια. Χάρη στον ήλιο συγκεκριμένα, το σπίτι είναι εντελώς αυτόνομο ενεργειακά από πετρέλαιο, φυσικό αέριο ή άλλες εξωτερικές πηγές ενέργειας. Το σπίτι όχι μόνο παράγει μόνο του την ηλεκτρική ενέργεια που χρειάζεται, αλλά μπορεί και να διοχετεύει το τυχόν πλεόνασμα στο δημόσιο δίκτυο ηλεκτρισμού. Επομένως, μιλάμε για ένα «πιστωτικό ενεργειακό σπίτι».
Το πρωτότυπο αυτό κέρδισε στον διαγωνισμό «Solar Decathlon 2007», που οργάνωσε το Υπουργείο Ενέργειας των Η.Π.Α. Τα σπίτια που συμμετείχαν παίρνουν όλη τους την ενέργεια από τον ήλιο. Ο διαγωνισμός θυμίζει όντως το δέκαθλο καθώς τα σπίτια που διαγωνίζονται, πλήρως εξοπλισμένα με ηλεκτρικές συσκευές, πρέπει να συγκεντρώσουν βαθμούς σε 10 διαφορετικούς τομείς.
Το σπίτι λειτουργεί από το καλοκαίρι του 2008 και οι δυνατότητές του έχουν ήδη δοκιμαστεί με επιτυχία. Αποτελεί μια από τις καλύτερες προτάσεις για μια αποτελεσματική αντιμετώπιση του φαινομένου του θερμοκηπίου και μια από τις μεγαλύτερες παγκόσμιες προκλήσεις. Σύμφωνα με ειδικούς, τα ενεργειακά σπίτια θα έχουν επιτύχει μειωμένες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα κατά 29% μέχρι το 2020 και κατά 40% μέχρι το 2030.
Ρεύμα και θέρμανση από τον ήλιο
Το «ηλιακό σπίτι» του Darmstadt ξεχωρίζει λόγω της άκρως αποτελεσματικής εκμετάλλευσης της εν λόγω ενέργειας. Οι τοίχοι και η στέγη του αποτελούνται από πλάκες πρόσοψης, η κλίση των οποίων μπορεί να ρυθμίζεται –χειροκίνητα ή αυτόματα– έτσι ώστε η γωνία πρόσπτωσης του ηλιακού φωτός να είναι η βέλτιστη καθ’ όλη τη διάρκεια της ημέρας και το οίκημα να προσλαμβάνει τη μεγαλύτερη δυνατή ποσότητα φωτός και θερμότητας.
Οι πλάκες είναι βασικό στοιχείο της εξοικονόμησης ενέργειας. Όταν είναι κλειστές το καλοκαίρι, προσφέρουν ίσκιο και διατηρούν χαμηλή τη θερμοκρασία στο σπίτι, ενώ οι ανοιχτές πλάκες το χειμώνα φροντίζουν να περνάει μέσα στο σπίτι όσο το δυνατόν περισσότερο ηλιακό φως. Στη νότια πρόσοψη του σπιτιού, οι πλάκες είναι επενδεδυμένες με ηλιακές κυψέλες, που παράγουν ενέργεια. Το πάτωμα είναι διπλό, ώστε να μπορούν να περνάνε σωλήνες και κανάλια, που ανήκουν στον τεχνικό εξοπλισμό του σπιτιού. Ο κλιματισμός και η μόνωση ελέγχονται με τη βοήθεια υλικών υψηλής τεχνολογίας, όπως το λεγόμενο PCM (phase changing material) και τα μονωτικά φύλλα με κενό αέρος (VIP).
Η βεράντα λειτουργεί σαν «ουδέτερη ζώνη», η οποία το καλοκαίρι προστατεύει από τη ζέστη και τον χειμώνα από το κρύο. Οι μεγάλοι υαλοπίνακες του σπιτιού έχουν τρία στρώματα προς τον νότο και τέσσερα προς τον βορρά, κάτι που συντελεί στη βέλτιστη μόνωση.
Το άλλο ενεργειακό σύστημα του σπιτιού λειτουργεί με ηλιακές κυψέλες που είναι εγκατεστημένες στην οροφή του σπιτιού, πάνω από τη βεράντα, όπως και στις πλάκες πρόσοψης που βλέπουν στον νότο. Οι ηλιακές κυψέλες εξασφαλίζουν και ρεύμα και ζεστό νερό. Στην πράξη, το σύστημα παράγει λίγο περισσότερο ηλεκτρικό ρεύμα από αυτό που χρειάζεται το σπίτι. Σαν ένα μικροσκοπικό εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας, το σπίτι μπορεί είτε να στέλνει το πλεόνασμα ηλεκτρικού ρεύματος στο δημόσιο δίκτυο είτε να το αποθηκεύει σε μπαταρίες, προκειμένου να το χρησιμοποιήσει όταν υπάρχει ανάγκη.
Αν οι ένοικοι είναι εκτός σπιτιού, ένα έξυπνο σύστημα μειώνει την κατανάλωση ενέργειας στο ελάχιστο.
Με βάση όλα τα παραπάνω, το σπίτι που νίκησε στο διαγωνισμό «Solar Decathlon» καταναλώνει μόνο 13 κιλοβατώρες ανά τετραγωνικό μέτρο τον χρόνο, τη στιγμή που ένα συμβατικό σπίτι καταναλώνει από 160 έως 300. Η ωφέλιμη επιφάνεια του σπιτιού είναι μόνο 72 τετραγωνικά, κάτι που αποτελούσε έναν από τους όρους για συμμετοχή στον διαγωνισμό· οι Γερμανοί ερευνητές είναι όμως τώρα έτοιμοι να βελτιώσουν το πρωτότυπο, έτσι ώστε να επεκταθεί σε δύο ορόφους, με πολύ μεγαλύτερη ωφέλιμη επιφάνεια.
Ακολουθούν τα κτήρια γραφείων
Οι μηχανικοί έχουν αρχίσει τα τελευταία χρόνια να εφαρμόζουν αυτές τις καινοτομίες σε κτήρια γραφείων και μεγάλες πολυκατοικίες. Η πρόκληση εδώ είναι πολύ μεγαλύτερη, αλλά η γερμανική ερευνητική κοινοπραξία EnOB, η οποία θα προωθήσει την ανάπτυξη παθητικών σπιτιών, εργάζεται ήδη με 25 πρωτότυπα που καταναλώνουν λιγότερο από 100 κιλοβατώρες τον χρόνο, δηλαδή, μόλις το ένα τέταρτο της κατανάλωσης ενός συνηθισμένου κτηρίου γραφείων. Τρία από τα πρωτότυπα αυτά «έπεσαν» ακόμη και κάτω από τις 50 κιλοβατώρες.
