Μια νέα μέθοδος η οποία επιτρέπει να μετρηθεί σε πραγματικές συνθήκες η αποτελεσματικότητα της θερμομόνωσης κτιρίων με τη χρησιμοποίηση τόσο συμβατικών όσο και οικολογικών υλικών, όπως ο πηλός και το άχυρο, αναπτύχθηκε στον Τομέα Φυσικής του Γενικού Τμήματος του Πολυτεχνείου Κρήτης.

Η μέθοδος αυτή, που παρουσιάστηκε πρόσφατα, ήταν το θέμα της μεταπτυχιακής εργασίας του φυσικού Παναγιώτη Παντζέκου, υπό την επίβλεψη του επικεφαλής της ομάδας πειραματικής φυσικής, επίκουρου καθηγητή Απόστολου Παντινάκη και, όπως διαπιστώθηκε, μπορεί να δώσει αποτελέσματα ικανοποιητικής ακρίβειας.

Οπως χαρακτηριστικά μας λένε οι κ. Παντζέκος και Παντινάκης, στη μεταπτυχιακή αυτή εργασία χρησιμοποιήθηκαν δείγματα εδαφών από διάφορες περιοχές της δυτικής Κρήτης, για την κατασκευή κυβικών δοκιμίων με ποικίλες αναλογίες πηλού και άχυρου, στα οποία μετρήθηκε ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας και διαπιστώθηκε ότι το άχυρο βελτιώνει αισθητά τις θερμομονωτικές ικανότητες.

Η σύνταξη μελέτης θερμομόνωσης είναι υποχρεωτική πλέον και στην Ελλάδα, για την έκδοση οικοδομικής άδειας. «Η συγκεκριμένη μελέτη βασίζεται σε τιμές, για παράδειγμα του συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας των υλικών των τοίχων, που λαμβάνονται από έναν πίνακα», εξηγούν οι δύο επιστήμονες.

«Επειδή, όμως, η τιμή του συντελεστή αυτού επηρεάζεται, προς το χειρότερο και σε μεγάλο βαθμό, από την υγρασία, μόνο μετρήσεις επιτόπου μπορούν να δώσουν την πραγματική αποτελεσματικότητα της θερμομόνωσης. Είναι επομένως πολύ χρήσιμο να υπάρχει μέθοδος ακριβείας για τη μέτρηση της αποδοτικότητας της όποιας θερμομόνωσης του κτιρίου αλλά και όργανο για επιτόπου, αν είναι δυνατόν, μετρήσεις στο σπίτι, και όχι με ανακατασκευή του τοίχου στο εργαστήριο, όπως γίνεται μέχρι τώρα (για παράδειγμα, στο Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας)».

Η εν λόγω ομάδα Πειραματικής Φυσικής διερευνά την εφαρμογή της μεθόδου που ανέπτυξε, κατευθείαν, φέρ’ ειπείν, σε έναν τοίχο, για τη μέτρηση του συγκεκριμένου συντελεστή υπό πραγματικές συνθήκες. Πρόκειται για ένα φορητό σύστημα, το οποίο, όπως επισημαίνει ο κ. Παντζέκος, εφαρμόζεται κατάλληλα στο υπό μέτρηση υλικό, χωρίς να το διαταράσσει παρά ελάχιστα.

Οπως, εξάλλου, υπογραμμίζει ο καθηγητής κ. Παντινάκης, η μεταπτυχιακή εργασία του Παναγιώτη Παντζέκου εντάσσεται στο πλαίσιο έρευνας της ομάδας Πειραματικής Φυσικής σε διεπιστημονική συνεργασία με το εργαστήριο Πετρολογίας του Πολυτεχνείου Κρήτης, με πρωτοβουλία του διευθυντή του, καθηγητή Θεόδωρου Μαρκόπουλου, νυν αντιπρύτανη Ακαδημαϊκών Υποθέσεων και Προσωπικού του Πολυτεχνείου Κρήτης.

Η συνεργασία αυτή, στην οποία συμμετέχει ενεργά και ειδικό προσωπικό (η μηχανικός ορυκτών πόρων Πάολα Ροτόντο) αλλά και μεταπτυχιακοί φοιτητές του εργαστηρίου Πετρολογίας, περιλαμβάνει έρευνες σε θέματα που έχουν άμεσες επιπτώσεις στη διαβίωση ή/και την υγεία του πληθυσμού, όπως είναι οι θερμικές ιδιότητες δομικών υλικών, δηλαδή ιδιότητες από τις οποίες εξαρτώνται άμεσα οι θερμικές απώλειες κτιρίων και η φυσική ραδιενέργεια από στερεά αλλά και αέρια ραδιενεργά στοιχεία που περιέχουν τα υλικά δόμησης και άλλα υλικά.

Τέλος, περιλαμβάνει έρευνες για τη σωστή και μακροχρόνια συντήρηση των αρχαιολογικών μνημείων και ευρημάτων.

Πώς χάνουν τα κτίρια τη θερμότητά τους

Οι θερμικές απώλειες κτιρίων είναι απόρροια μιας βασικής αρχής της φυσικής, η οποία διαπιστώνεται πειραματικά: η θερμότητα, δηλαδή η θερμική ενέργεια, ρέει πάντα από το θερμό στο ψυχρό. Ετσι, οι χώροι εργασίας και κατοικίας τον χειμώνα χάνουν ενέργεια προς το περιβάλλον και ψύχονται. Το καλοκαίρι αποκτούν θερμική ενέργεια από το περιβάλλον και θερμαίνονται. Ο ρυθμός με τον οποίο η θερμοκρασία ενός κτιρίου μεταβάλλεται (αυξάνεται ή μειώνεται) λόγω της θερμοκρασιακής διαφοράς μεταξύ εσωτερικού και εξωτερικού χώρου καθορίζεται από τρεις διαφορετικούς συντελεστές-χαρακτηριστικά των υλικών δόμησης και του περιβάλλοντος αέρα.

Ο πρώτος, σύμφωνα με δημοσίευμα της εφημερίδας «Κυριακάτικη Ελευθεροτυπία», ονομάζεται συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας των υλικών, π.χ. του τοίχου και αφορά τον τρόπο μετακίνησης της θερμικής ενέργειας με αγωγή μέσα από το υλικό του τοίχου. Ο δεύτερος ονομάζεται συντελεστής μεταφοράς και αφορά τον τρόπο μετακίνησης της θερμικής ενέργειας από και προς τον τοίχο, μέσω αέρα. Ο τρίτος τρόπος διάδοσης της θερμότητας γίνεται με εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από την επιφάνεια του τοίχου λόγω της θερμοκρασίας του.

Η θερμότητα που εκπέμπεται με ακτινοβολία από μια επιφάνεια εξαρτάται και από τον λεγόμενο συντελεστή εκπομπής της επιφάνειας. Σε αυτή τη συμπεριφορά των υλικών οφείλεται, για παράδειγμα, η ανάπτυξη υαλοπινάκων χαμηλής εκπομπής, οι οποίοι χρησιμοποιούνται π.χ. στα παρμπρίζ αυτοκινήτων αλλά και στα παράθυρα κτιρίων.