Μια κατοικία στη Λεμεσό που λειτουργεί ως πρότυπο κτίριο σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας (nZEB)

Ο σχεδιασμός αυτής της ημιεφαπτόμενης nZEB Κατοικίας, από το γραφείο Βασιλειάδης Αρχιτέκτονες, στη Λεμεσό της Κύπρου, επιδιώκει την εκπλήρωση της ανάγκης για φυσικό φωτισμό, αφού η πλευρά επαφής της με το υφιστάμενο κτίριο είναι η νότια. Στην προσπάθεια να ανταποκριθεί ο σχεδιασμός σε αυτό το ζητούμενο, η λύση που αναπτύχθηκε επικεντρώνεται γύρω από ένα νότιο αίθριο.

Το αίθριο όχι μόνο φέρνει φυσικό φως στον εσωτερικό χώρο, αλλά εισάγει επίσης το πράσινο και δημιουργεί μια αίσθηση διαμπερότητας, μετατρέποντας τον εσωτερικό χώρο σε μια ανοιχτή και ευάερη σύνθεση. Ταυτόχρονα, η ανεξαρτητοποίηση του ορόφου από το σημείο επαφής παρέχει τη δυνατότητα τοποθέτησης ανοιγμάτων στη νότια πλευρά, εξασφαλίζοντας αποτελεσματικά την ηλιοφάνεια στα νότια υπνοδωμάτια. Την ίδια στιγμή, εκτός από τον φυσικό ηλιασμό, η ανάπτυξη του κτιρίου γύρω από το αίθριο λειτουργεί ως μια ηλιακή καμινάδα, προάγοντας τον φυσικό αερισμό του συνόλου.

Από πλευράς μορφολογίας, η σχεδιαστική προσέγγιση επιδιώκει την απλότητα. Λιτές σχεδιαστικές γραμμές, γήινοι χρωματισμοί και υλικά επιλέχθηκαν προκειμένου να αντισταθμίσουν την ένταση και τη βουή της πόλης. Στον εσωτερικό χώρο, η ίδια μορφολογική προσέγγιση συνεχίζεται, με τη διατήρηση της απλότητας και της αισθητικής της γήινης τονικότητας. Ο σχεδιασμός των ανοιγμάτων επίσης λαμβάνει υπόψη τον προσανατολισμό τους για την αποτελεσματική είσοδο του φωτός.

“Όσον αφορά την ενεργειακή απόδοση, το κτίριο λειτουργεί ως κτίριο με «σχεδόν μηδενική κατανάλωση ενέργειας» (nZEB)”.

Το φωτοβολταϊκό σύστημα, σε συνδυασμό με τη βιοκλιματική προσέγγιση στον σχεδιασμό, παράγει το 60% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας, καθιστώντας το κτίριο ως nZEB. Ειδικότερα, όλες οι αρχιτεκτονικές και μηχανολογικές αποφάσεις, τόσο ενεργητικές όσο και παθητικές, οδήγησαν σε μια σαφώς μειωμένη κατανάλωση ενέργειας. Ψηφιακές προσομοιώσεις, βασισμένες σε ευρωπαϊκές μεθόδους και λογισμικό, απέδειξαν ότι το κτίριο αναμένεται να έχει ετήσιες πρωτογενείς ενεργειακές ανάγκες 63 kWh/m² και ετήσιες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα 19 kgCO₂/m². Αυτό πληροί τις απαιτήσεις για την αναγνώριση ως nZEB, σύμφωνα με την κυπριακή νομοθεσία, η οποία, μεταξύ άλλων, ορίζει ότι ένα κτίριο πρέπει να έχει μέγιστη ετήσια κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας 100 kWh/m² για να θεωρείται nZEB.

Στο πλαίσιο της παθητικής θωράκισης του κτιρίου, περιλαμβάνεται η προσθήκη εσωτερικής και εξωτερικής θερμομόνωσης από εξηλασμένη πολυστερίνη 8 cm, που επιτυγχάνει μέσο συντελεστή θερμοπερατότητας 0,314 W/K για τα κατακόρυφα στοιχεία και 0,334 W/K για τα οριζόντια. Αυτό συνδυάζεται με τη χρήση θερμομονωτικών κουφωμάτων, τα οποία έχουν μέσο συντελεστή θερμοπερατότητας 2,107 W/K.

Η ολιστική προσέγγιση του περιβαλλοντικού σχεδιασμού του κτιρίου συμπληρώνεται με την εγκατάσταση ενεργητικών συστημάτων που συμβάλλουν στη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης του κτιρίου. Ειδικότερα, τοποθετήθηκε φωτοβολταϊκό σύστημα ισχύος 3 kW και ηλιακό θερμικό σύστημα για την παροχή ζεστού νερού χρήσης. Όσον αφορά τα συστήματα θέρμανσης και ψύξης του κτιρίου, χρησιμοποιήθηκε ενδοδαπέδια θέρμανση με ηλεκτρική αντλία θερμότητας υψηλής ενεργειακής απόδοσης και κλιματιστικές μονάδες Α+++ για την ψύξη του κτιρίου. Ο φωτισμός γίνεται με φωτοδιόδους (LED), με στόχο τη μείωση του φωτισμού και των θερμικών φορτίων που προέρχονται από παλαιότερες τεχνολογίες φωτισμού.

Τέλος, το μικρό μέγεθος του οικοπέδου οδήγησε στην προσεκτική χωροθέτηση των χρήσεων, με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι πλήρως λειτουργική και με πλήρη εκμετάλλευση των περιβαλλοντικών συνθηκών για εξοικονόμηση ενέργειας και επίτευξη θερμικής άνεσης για τους χρήστες. Ο σχεδιασμός αυτής της κατοικίας, αποτύπωσε την πολυπλοκότητα της σχεδίασης η οποία επικεντρώνεται στον άνθρωπο και τις ανέσεις του, αφού οι συνέργειες που απαιτούνται για την επίτευξη λειτουργικότητας, βιοκλιματική απόδοση, αισθητική και σωστή χρήση των υλικοτήτων, είναι πολυάριθμες και απαιτητικές.

Στοιχεία & Συντελεστές έργου:

Τίτλος έργου: Κατοικία στην Λεμεσό ΧΙ, Τυπολογία: Ιδιωτική κατοικία, Τοποθεσία: Λεμεσός – Κύπρος, Αρχιτεκτονική μελέτη: Βασιλειάδης Αρχιτέκτονες, Στατική μελέτη: Ευφημία & Παναγιώτα Χριστοδούλου, H/M μελέτη: P&E Consulting Engineers Ltd – Elmech, Μελέτη εσωτερικού χώρου: Βασιλειάδης Αρχιτέκτονες, Επίβλεψη: Βασιλειάδης Αρχιτέκτονες – Ευφημία & Παναγιώτα Χριστοδούλου, Συνολικό εμβαδό κτιρίου: 180 m², Χρόνος μελέτης: 2020 – 2021, Χρόνος κατασκευής: 2021 – 2023, Παρουσίαση: Κωνσταντίνος Βασιλειάδης, Φωτογραφίες: Γιώργος Χαραλάμπους

English description: The design of this semi-detached nZEB (Nearly Zero Energy Building) Residence, by Vassiliades Architects, in Limassol, Cyprus aims to fulfill the need for natural lighting, as its contact side with the existing building is south facing. In an effort to meet this requirement, the solution developed, revolves around a southern atrium.

The atrium not only brings natural light into the interior space but also introduces greenery, creating a sense of permeability, transforming the interior into an open and airy composition. Simultaneously, the separation of the upper floor from the contact point allows for openings on the southern side, effectively ensuring sunlight in the south-facing bedrooms. At the same time, in addition to natural insolation, the development of the building around the atrium acts as a solar chimney, promoting natural ventilation throughout.

In terms of morphology, the design approach seeks simplicity. Simple design lines, earthy tones, and materials were chosen to counterbalance the intensity and noise of the city. Inside, the same morphological approach continues, maintaining simplicity and an aesthetic of earthy tones. The design of the openings also takes into account their orientation for efficient light entry.

“Concerning energy efficiency, the building operates as a “Nearly Zero Energy Building” (nZEB)”.

The photovoltaic system, combined with the bioclimatic approach to design, produces 60% of the total energy consumption, making the building an nZEB. Specifically, all architectural and mechanical decisions, both active and passive, have led to significantly reduced energy consumption. Digital simulations, based on European methods and software, have shown that the building is expected to have annual primary energy requirements of 63 kWh/m² and annual carbon dioxide emissions of 19 kgCO₂/m². This meets the requirements for recognition as an nZEB, according to Cypriot legislation, which, among other criteria, stipulates that a building must have a maximum annual primary energy consumption of 100 kWh/m² to be considered an nZEB.

In the context of the passive insulation of the building, internal and external insulation with expanded polystyrene of 8 centimeters was applied, achieving a thermal transmittance coefficient of 0.314 W/K for vertical elements and 0.334 W/K for horizontal elements. This is combined with the use of thermally insulated window frames, which have a thermal transmittance coefficient of 2.107 W/K.

The holistic approach to environmental building design is complemented by the installation of active systems that contribute to improving the building’s energy efficiency. Specifically, a 3-kW photovoltaic system was installed, along with a solar thermal system for domestic hot water. As for the heating and cooling systems of the building, underfloor heating with a high-energy efficiency electric heat pump and A+++ air conditioning units for cooling the building were used. Lighting is done with LED bulbs to reduce lighting and thermal loads resulting from older lighting technologies.

Finally, the small size of the plot led to a careful allocation of uses, ensuring full functionality and taking full advantage of environmental conditions to save energy and achieve thermal comfort for users. The design of this residence reflects the complexity of the design, which focuses on human comfort and amenities, as the synergies required to achieve functionality, bioclimatic performance, aesthetics, and the proper use of materials are numerous and demanding.

Facts & Credits:

Project title: Residence ΧΙ in Limassol, Typology: Private Residence, Location: Limassol – Cyprus, Lead Architects: Vassiliades Architects, Civil Engineers: Efimia & Panagiota Christodoulou, Electro-Mechanical Engineers: P&E Consulting Engineers Ltd – Elmech, Interior design: Vassiliades Architects, Supervision: Vassiliades Architects – Efimia & Panagiota Christodoulou, Gross Built Area (m²/ ft²): 180 m² / 1937 ft², Design period: 2020 – 2021, Completion period: 2021 – 2023, Text description: Konstantinos Vassiliades, Photography: Giorgos Charalambous Photography