Θεμελίωση & ενεργειακά συστήματα στο νέο κτίριο της Περιφέρειας Θεσσαλονίκης

Το έργο βρίσκεται στην παλαιά περιοχή Μπεχ Τσινάρ, βόρεια του εμπορικού λιμένα της Θεσσαλονίκης.
Σ’ αυτή τη θέση το 1888 κτίστηκε το παλαιό εργοστάσιο φωταερίου Θεσσαλονίκης, το οποίο λειτούργησε έως το 1917, οπότε και καταστράφηκε το δίκτυο της πόλης από την πυρκαγιά. Μετά το 1948 οι εγκαταστάσεις στέγασαν χώρους της Υπηρεσίας Εγγείων Βελτιώσεων και το 2001 παραχωρήθηκαν στην πρώην Νομαρχιακή Αυτοδιοίκηση Θεσσαλονίκης –σήμερα Περιφέρεια Κεντρικής Μακεδονίας (Π.Κ.Μ.).
Το 1994 τρία παλαιά κτίρια του πρώην εργοστασίου φωταερίου χαρακτηρίστηκαν από το Υπ.Πο. (4η Εφορεία Νεοτέρων Μνημείων) ως ιστορικά διατηρητέα μνημεία.
Στην άμεση περιοχή του έργου βρίσκονται επίσης οι διατηρητέες εγκαταστάσεις του εργοστασίου Φιξ και του Μύλου Χατζηγιαννάκη.

Αρχιτεκτονικός σχεδιασμός & κτιριολογικό πρόγραμμα
Το πρόγραμμα προέβλεπε τη δημιουργία ενός συγκροτήματος, με εξάντληση του συντελεστή δόμησης, για κατασκευή νέων κτιριακών εγκαταστάσεων, καθώς και την αποκατάσταση και επανάχρηση των διατηρητέων κτιρίων, το οποίο στο σύνολό του θα στεγάζει διοικητικές υπηρεσίες της Περιφέρειας Κεντρικής Μακεδονίας στους ορόφους, εμπορικό κέντρο στους ισόγειους χώρους, υπόγειο χώρο στάθμευσης αυτοκινήτων, την αίθουσα του περιφερειακού συμβουλίου Κ. Μακεδονίας στο διατηρητέο κτίριο 2, αναψυκτήριο και γραφεία στα διατηρητέα κτίρια 3 και 1 αντίστοιχα.
Ένας από τους πρωταρχικούς στόχους της μελέτης ήταν η συνολική ανάδειξη της "γειτονιάς", που δημιουργείται από τις τρεις ενότητες των διατηρητέων (Φιξ, Φωταέριο και Μύλος), σε μια θεματική, αντιληπτική, αλλά και λειτουργική ενότητα.
Η σχέση των διατηρητέων με το παλαιό εργοστάσιο του Φιξ και του Μύλου Χατζηγιαννάκη επηρέασαν άμεσα την πρόταση τόσο σε επίπεδο αρχιτεκτονικής σύνθεσης, όσο και σε επίπεδο μορφολογίας και αισθητικής οργάνωσης του συγκροτήματος και του ακάλυπτου χώρου.
Η κεντρική ιδέα της αρχιτεκτονικής πρότασης για την οργάνωση των όγκων του νέου κτιριακού συγκροτήματος είναι η ανάπτυξη δύο κάθετων μεταξύ τους κεντρικών αξόνων - πεζόδρομων.
Ο ελεύθερος χώρος μεταξύ των διατηρητέων κτιρίων δίνεται σε κοινή χρήση των πεζών, ενώ παράλληλα ορίζονται με σαφήνεια οι απαραίτητες προσβάσεις στις κεντρικές εισόδους των υπηρεσιών της Περιφέρειας.
Αυτός ο χειρισμός ισχυροποιείται με την παρουσία του μεγάλου πλάτους πεζόδρομου, που αναπτύσσεται κάθετα στην οδό 26ης Οκτωβρίου, διασχίζει κεντρικά όλον τον ελεύθερο χώρο και διαπερνά την κτιριακή μάζα, καταλήγοντας στην οδό Α. Γεωργίου, έτσι ώστε να επιτευχθεί η λειτουργική ενοποίηση των σημαντικότερων ιστορικών μνημείων της περιοχής.
Επίσης το σημαντικότερο κτίριο από τα διατηρητέα, το κτίριο 2, αναδεικνύεται και μετωπικά μέσω της στοάς που αναπτύσσεται κάθετα στην οδό Ι. Κωλέττη.
Οι δύο κάθετοι άξονες - πεζόδρομοι οργανώνουν και την κυκλοφορία των πεζών μέσα στο συγκρότημα. Ο κάθετος άξονας προς την 26η Οκτωβρίου δημιουργεί την κεντρική είσοδο των επισκεπτών. Κατά μήκος της πορείας προς το εσωτερικό του συγκροτήματος υπάρχει γραμμικό υδάτινο στοιχείο με συμβολική αναφορά στη θάλασσα, που ακολουθεί τη διαδρομή. Στον υπαίθριο χώρο των διατηρητέων προτάθηκε η δημιουργία οπωρώνα, ο οποίος μαζί με την παρουσία της υδάτινης ροής θα δημιουργήσουν ένα φιλικότερο μικρόκλιμα στη "γειτονιά" των διατηρητέων.
Ο κάθετος προς την οδό Ι. Κωλέττη άξονας - πεζόδρομος αποκτά έναν πιο εμπορικό - αστικό χαρακτήρα με την ανάπτυξη καταστημάτων σε όλο το μήκος της βορινής του πλευράς.
Κυρίαρχο ζήτημα της αρχιτεκτονικής μελέτης υπήρξε η σχέση παλαιών - νέων κτιρίων, καθώς και η ιδιαίτερα αυξημένη λειτουργική, σημειολογική και συμβολική σημασία του συνόλου ως δημόσιο κτίριο. Βασική αρχιτεκτονική επιλογή ήταν ο πλήρης και σαφής διαχωρισμός του "παλαιού" από το "νέο" σε όλα τα επίπεδα· χωροτακτικό, αισθητικό, μορφολογικό, συμβολικό αλλά και σε αυτό της επιλογής των επί μέρους τύπων και υλικών. Απέναντι στη "μικρή" κλίμακα των διατηρητέων, η "μεγάλη" κλίμακα των σύγχρονων δημόσιων κτιρίων. Απέναντι στη χειροποίητη "λεπτομέρεια" και στην πολλαπλότητα των τύπων και των υλικών (πέτρα, τούβλο, σίδερο, ξύλο) των παλαιών κτιρίων, η βιομηχανική ομοιομορφία, η λιτότητα και η ελαχιστοποίηση των αντίστοιχων τύπων που χαρακτηρίζει τις σύγχρονες διεθνείς τάσεις στα δημόσια κτίρια. Απέναντι στις διακοσμημένες όψεις των παλαιών κτιρίων, η πλήρης απουσία διακοσμητικών στοιχείων στις όψεις των νέων.
Πρόσθετο δεδομένο για την οργάνωση των όψεων υπήρξε η απαίτηση για αποτελεσματικό τρόπο ηλιοπροστασίας των κτιρίων, προκειμένου να βελτιωθεί ο φυσικός φωτισμός των γραφείων και η ενεργειακή απόδοση του κελύφους. Σ’ όλη την έκταση των νότιων όψεων εγκαταστάθηκε σε απόσταση από τη δομική όψη δεύτερος φλοιός από σύστημα περιστρεφόμενων οριζόντιων μεταλλικών περσίδων, στις δε δυτικές και ανατολικές όψεις φλοιός από αναρτώμενα κεραμικά στοιχεία, συμπαγή μπροστά από τα πλήρη της όψης και διάτρητα - περσιδωτά στη ζώνη των ανοιγμάτων.
Τα σημαντικότερα λειτουργικά ζητήματα του αρχιτεκτονικού σχεδιασμού που σχετίζονται με το κτιριολογικό πρόγραμμα και προκύπτουν από το μέγεθος και τη φύση του έργου ήταν:
• η λειτουργική και σαφής πρόσβαση στις υπηρεσίες.
• η μέγιστη ικανοποίηση των προδιαγραφόμενων από το κτιριολογικό πρόγραμμα λειτουργικών σχέσεων μεταξύ διευθύνσεων.
• η "συνολική" λειτουργικότητα του κτιριακού συγκροτήματος.
Το συγκρότημα περιλαμβάνει τις εξής λειτουργίες:
• Υπόγειου χώρου στάθμευσης 295 αυτοκινήτων, χώρων Η/Μ εγκαταστάσεων, αρχείων και αποθηκών: 11.650 m².
• Υπόγειου χώρου καταστημάτων, αποθηκών κτλ.: 1.580 m².
• Χώρων ισόγειων καταστημάτων: 3.950 m².
• Γραφείων και βοηθητικών χώρων της Π.Κ.Μ. στην ανωδομή: 17.530 m².

Θεμελίωση
Το κτιριακό συγκρότημα χωρίζεται σε πέντε τμήματα, στατικά ανεξάρτητα μεταξύ τους. Τα τμήματα χωρίζονται μεταξύ τους με σεισμικό αρμό πλήρους διαχωρισμού.
Οι στατικοί φορείς που προκύπτουν είναι συμπαγούς κάτοψης.
Οι φέροντες οργανισμοί όλων των τμημάτων είναι προσαρμοσμένοι στην αρχιτεκτονική λύση και πληρούν τις απαιτήσεις του Ελληνικού Κανονισμού Οπλισμένου Σκυροδέματος (Ε.Κ.Ο.Σ. 2000) αλλά και του Ελληνικού Αντισεισμικού Κανονισμού (Ε.Α.Κ. 2003).
Τα υποστυλώματα και τα τοιχία διατηρούν τις ίδιες διατομές σε όλο το ύψος των κτιρίων.
Τα σεισμικά φορτία που λήφθηκαν υπόψη σύμφωνα με τον Ε.Α.Κ. 2003 είναι:
• Κατηγορία εδάφους: Γ.
• Σεισμική επικινδυνότητα περιοχής: Ζώνη Ι, συντελεστής Α= 0,16 g.
• Σπουδαιότητα κτιρίου: (Σ4) συντελεστής γ = 1,30.
• Συντελεστής συνδυασμού δράσεων Ψ2 = 0,5.
• Τιμές χαρακτηριστικών περιόδων Τ1 /Τ2 (sec) 0,20/0,80.
• Συντελεστής σεισμικής συμπεριφοράς q=3,5.
Λαμβάνοντας υπόψη την εδαφοτεχνική έρευνα, επιλέχθηκε η βαθιά θεμελίωση με πασσάλους, που εδράζονται σε βάθος 22,00 m, και η περιμετρική διάταξη διαφράγματος οπλισμένου σκυροδέματος, πάχους 60 cm, που εδράζεται σε βάθος 16,00 m και λειτουργεί ως τοίχος προσωρινής αντιστήριξης γαιών, βοηθώντας ταυτόχρονα στον υποβιβασμό της στάθμης του υδροφόρου ορίζοντα στο σκάμμα τής υπό ανέγερση κατασκευής.
Τα στοιχεία της βαθιάς θεμελίωσης και ο φέρων οργανισμός όλων των τμημάτων κατασκευάστηκαν από οπλισμένο σκυρόδεμα C25/30 και χάλυβα Β500c.
Τα κατακόρυφα στοιχεία (στύλοι, τοιχία) των τμημάτων II, III, IV και V στο ισόγειο και στον πρώτο όροφο κατασκευάστηκαν από οπλισμένο σκυρόδεμα C35/40 και χάλυβα Β500c.
Οι μελετητές λαμβάνοντας υπόψη:
• το σημαντικό βάθος της εκσκαφής, της τάξης των 9,00 m,
• τους χαλαρούς - μαλακούς εδαφικούς σχηματισμούς, εντός των οποίων αναπτύσσεται εξ ολοκλήρου η εκσκαφή,
• την ανάπτυξη υπό τον υπόγειο ορίζοντα του μεγαλύτερου βάθους της εκσκαφής,
• τη γειτνίαση με δρόμους σημαντικής κυκλοφορίας,
• το αστικό περιβάλλον εντός του οποίου αναπτύσσεται το έργο,
επέλεξαν η κατασκευή των πλακών υπογείου να γίνει με τη μέθοδο "εκ των άνω προς τα κάτω" (top-down), κατά την οποία οι πλάκες των υπογείων λειτούργησαν ως στοιχεία αντιστήριξης για τη μείωση της αναλαμβανόμενης έντασης από το διάφραγμα.
Αρχικά πραγματοποιήθηκε γενική εκσκαφή μέχρι το απόλυτο υψόμετρο +2,00 m, το οποίο αποτέλεσε δάπεδο εργασίας.
Ακολούθησε η κατασκευή του περιμετρικού διαφράγματος και των πασσάλων, στη στέψη των οποίων πακτώθηκαν μεταλλικοί στύλοι ΗΕΒ 300 έως τη στάθμη οροφής του δεύτερου υπογείου, που αποτέλεσαν και τους προσωρινούς στύλους στήριξης αυτής της πλάκας.
Ακολούθησε η πρώτη φάση εκσκαφής μέχρι τη θέση που θα κατασκευαζόταν η πλάκα οροφής του δεύτερου υπογείου.
Κατασκευάστηκε η πλάκα οροφής του δεύτερου υπογείου (μυκητοειδής πλάκα με d = 40 cm), καθώς και τα υποστυλώματα, τα τοιχία και η πλάκα οροφής του πρώτου υπογείου.
Μετά τη σκλήρυνση των πλακών και την ανάληψη της προβλεπόμενης από τη στατική μελέτη αντοχής και δυσκαμψίας τους, ακολούθησε η δεύτερη και τελευταία φάση εκσκαφής, κάτω από την πλάκα οροφής του δεύτερου υπογείου, μέχρι τη στάθμη θεμελίωσης (απ. υψ. - 6,42 m) και η κατασκευή της πλάκας θεμελίωσης (πλάκα radier d = 90 cm) και των κατακόρυφων φερόντων στοιχείων του δεύτερου υπογείου.
Κατά τη διάρκεια της παραπάνω κατασκευής γινόταν συνεχής άντληση των υπόγειων υδάτων με συνεχή έλεγχο, ώστε η στάθμη τους να μην υποβιβάζεται πέραν του 0,5 m από τη στάθμη εκσκαφής.

Ενεργειακά συστήματα
Κεντρικό σύστημα ελέγχου εγκαταστάσεων (BMS)
Το σύστημα είναι σχεδιασμένο έτσι, ώστε να παρέχει από ένα κεντρικό σημείο την παρακολούθηση της λειτουργίας, την ανίχνευση σφαλμάτων και βλαβών, τη μέγιστη εξοικονόμηση ενέργειας και τις πληροφορίες προληπτικής συντήρησης των ηλεκτρολογικών και μηχανολογικών εγκαταστάσεων του κτιρίου. Αυτό πραγματοποιείται με τους τοπικούς σταθμούς ελέγχου, οι οποίοι είναι πίνακες που περιλαμβάνουν όλα τα διασυνδεδεμένα τοπικά σημεία ελέγχου. Αποτελούνται από το σύνολο των ψηφιακών και αναλογικών εισόδων - εξόδων, καθώς επίσης και από τον ελεγκτή, έτσι ώστε το σύνολο να ανταποκρίνεται και να εκτελεί κατ’ ελάχιστο τις παρακάτω λειτουργίες:
• Αποκωδικοποίηση των τεχνικών διευθύνσεων του συστήματος.
• Συνεχή παρακολούθηση όλων των σημείων ελέγχου.
• Συνεχή έλεγχο μέσω προγραμμάτων, της λειτουργίας της εγκατάστασης.
• Συνεχή αυτοδιαγνωστικό έλεγχο όλων των εξαρτημάτων που αποτελούν τον τοπικό σταθμό ελέγχου.
Κεντρικό σύστημα ελέγχου φωτισμού
Προκειμένου να μειωθεί έως και 40% η κατανάλωση ενέργειας για το φωτισμό στο κτίριο της Π.Κ.Μ., αναλήφθηκαν οι παρακάτω δράσεις σύμφωνα με τις προτάσεις της μελέτης ενεργειακής κατανάλωσης:
• Αντί των φωτιστικών σωμάτων με λαμπτήρες φθορισμού Τ8/18 W και συμβατικά στραγγαλιστικά πηνία, επιλέχθηκαν φωτιστικά σώματα με λαμπτήρες φθορισμού Τ5/13 W ECO και ηλεκτρονικά ρεοστατικά στραγγαλιστικά πηνία με την ίδια φωτεινή απόδοση.
• Εγκαταστάθηκε κεντρικό σύστημα ελέγχου φωτισμού με αισθητήρες παρουσίας και φωτεινότητας σε όλους τους χώρους με φυσικό φωτισμό και ανιχνευτές κίνησης ή κομβία στους χώρους χωρίς φυσικό φωτισμό.
Το κεντρικό σύστημα λαμβάνει συνεχώς τις μετρήσεις φωτεινότητας από κάθε χώρο με φυσικό φωτισμό και αυξομειώνει την ένταση στο φωτιστικό σώμα μέσω του ρεοστατικού στραγγαλιστικού πηνίου, ώστε να επιτυγχάνεται η προκαθορισμένη για το χώρο και τη χρήση του ένταση.
Παράλληλα, τηρεί ημερήσιο και εβδομαδιαίο χρονοδιάγραμμα λειτουργίας για τους χώρους χωρίς φυσικό φωτισμό, για όλα τα τμήματα της Περιφέρειας και για τον εξωτερικό φωτισμό και τη λειτουργία των σιντριβανιών.

Σύστημα σκίασης
Για τη εξωτερική σκίαση του κτιρίου, βάση της μελέτης, επιλέχθηκε ολοκληρωμένο σύστημα σκίασης με περσίδες. Στο νότιο - νοτιοδυτικό προσανατολισμό του κτιρίου, με τις μεγάλες γυάλινες επιφάνειες, τοποθετήθηκαν οριζόντιες περσίδες από έλασμα αλουμινίου κατάλληλης σκληρότητας, ελλειψοειδούς διατομής, πλάτους 30 cm, ενώ η μελέτη και η σχεδίαση έγιναν έτσι, ώστε να επιτευχθεί ο ιδανικός συνδυασμός αντοχής, αισθητικής και μεγιστοποίησης του οπτικού πεδίου, όταν οι περσίδες είναι σε ανοικτή θέση.
Η περιστροφή των περσίδων γίνεται με ηλεκτροκινητήρα, ελεγχόμενο από διαφορικό φωτοκύτταρο. Για τη σύνδεση των μηχανισμών κίνησης των περσίδων με τη μονάδα κεντρικού ελέγχου BMS χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος BUS. Η κίνηση μπορεί να είναι ανεξάρτητη για κάθε φάτνωμα, εξασφαλίζοντας τη μέγιστη ελευθερία επιλογών, ή ομαδική, εξασφαλίζοντας την ομοιομορφία των όψεων του κτιρίου.
Γεωθερμικά συστήματα
Στο υπό ανέγερση νέο κτίριο της Περιφέρειας Κεντρικής Μακεδονίας εφαρμόστηκε σύστημα αβαθούς γεωθερμίας, η θερμική ισχύς του οποίου ανέρχεται στα 850 kW, και θα καλύπτει κατά ένα πολύ μεγάλο ποσοστό τις ανάγκες του κτιρίου σε θέρμανση και ψύξη. Έτσι, η εξοικονόμηση που επιτυγχάνεται είναι της τάξης του 70% σε σχέση με τα συμβατικά καύσιμα (πετρέλαιο, φυσικό αέριο). Η συμβολή της γεωθερμίας στο ενεργειακό ισοζύγιο του κτιρίου θα είναι καταλυτική και το κατατάσσει σε ένα από τα πιο "πράσινα" δημόσια κτίρια της χώρα μας.
Το συγκεκριμένο γεωθερμικό σύστημα παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς, εκτός από το γεγονός ότι είναι η μεγαλύτερη γεωθερμική εγκατάσταση μέχρι στιγμής στην Ελλάδα, εφαρμόζει πρωτοποριακές μεθόδους με συνδυασμούς γεωεναλλακτών και συγκεκριμένα:
• οριζόντιο κλειστό κύκλωμα γεωεναλλάκτη τύπου slinky: διαστρώθηκαν περίπου 42.000 m σωλήνα κάτω από τη θεμελίωση του κτιρίου,
• κλειστό κατακόρυφο σύστημα ομοαξονικών γεωεναλλακτών,
• ανοικτό κατακόρυφο σύστημα με γεωτρήσεις άντλησης και επανέγχυσης.
Τα τρία παραπάνω συστήματα γεωεναλλακτών λειτουργούν παράλληλα και ο συνδυασμός τους αποτελεί παγκόσμια πρωτιά.
Το σύστημα καλύπτει το 1/3 περίπου της εγκατεστημένης ισχύος του κτιρίου, γεγονός που σημαίνει ότι μπορεί να καλύπτει πλήρως έως και το 80% των ημερολογιακών ημερών ενός μέτριου χειμώνα στη Θεσσαλονίκη.
Τέλος, για να εξασφαλιστεί η ενεργειακή απόδοση του συστήματος των ομοαξονικών εναλλακτών, διεξήχθησαν μετρήσεις των γεωεναλλακτών, γνωστές ως τεστ θερμικής απόδοσης (thermal response test, TRT). Σκοπός των δοκιμών ήταν να μετρηθούν οι θερμικές ιδιότητες του εγκατεστημένου γεωεναλλάκτη και όχι μόνο του υπεδάφους.