Please use this identifier to cite or link to this item: https://apothesis.eap.gr/handle/repo/45607
Title: Η βιοφωταύγεια ως στοιχείο εξοικονόμησης ενέργειας και αειφορίας στην αρχιτεκτονική και στους υπαίθριους αστικούς και προαστιακούς χώρους στην Ελληνική πόλη
Authors: ΑΡΔΑΒΑΝΗ, ΟΛΥΜΠΙΑ
metadata.dc.contributor.advisor: Ζερεφός, Στέλιος
Keywords: Βιοφωταύγεια, βιοφωταυγή βακτήρια, βιο-ψηφιακή αρχιτεκτονική, διαγονιδιακά φυτά, εξοικονόμηση ενέργειας, συντελεστής μείωσης;Bioluminescence; bioluminescent bacteria; bio digital architecture; transgenic plants; energy saving; reduction factor
Issue Date: 15-Jan-2020
Abstract: Οι σύγχρονες τάσεις στην αρχιτεκτονική και τον αστικό σχεδιασμό βασίζονται κυρίως στην αναζήτηση νέων δυναμικών και εξελικτικών μορφών, που αντιστοιχούν στη ρευστότητα της σύγχρονης αστικής ζωής και δημιουργούν συνθήκες αειφορίας στο περιβάλλον. Για το σκοπό αυτό διεπιστημονικές ομάδες αναπτύσσουν νέες έννοιες και τεχνολογίες που μπορούν να ενσωματωθούν στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό ή να μετατραπούν σε ψηφιακά εργαλεία, που μπορούν να προβλέψουν και τελικά να μειώσουν την κατανάλωση ενέργειας. Η έννοια της βιο-ψηφιακής αρχιτεκτονικής περιγράφει τη συγχώνευση των βιολογικών και ψηφιακών τεχνολογιών για την εφαρμογή των γενετικών διαδικασιών στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό. Μέσω της προσομοίωσης των βιολογικών συστημάτων και την ανάπτυξη προσαρμοσμένων τεχνολογιών, γίνεται διερεύνηση των σχέσεων μεταξύ των λειτουργιών των κτιρίων και του ανθρωπογενούς περιβάλλοντος. Η παρούσα έρευνα εξετάζει τη σκοπιμότητα αντικατάστασης ή υποστήριξης τεχνητού φωτισμού στον υπαίθριο χώρο με διαγονιδιακά βιοφωταυγή φυτά, ως μέσο ελαχιστοποίησης της φωτορύπανσης, μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας και του αποτυπώματος διοξειδίου του άνθρακα από αστικά και προαστιακά υπαίθρια περιβάλλοντα, με στόχο την αειφορία και τη βιωσιμότητα. Η μεθοδολογία που προτείνεται περιλαμβάνει την επιλογή φυτών, που έχουν ήδη ένα πρωτόκολλο γενετικής τροποποίησης και είναι κατάλληλα για τις περιβαλλοντικές συνθήκες της Ελλάδας. Προηγούμενα ερευνητικά δεδομένα υποστηρίζουν την υπόθεση ότι αυτά τα φυτά μπορούν να μετασχηματιστούν γενετικά χρησιμοποιώντας βιοφωταυγή βακτήρια τύπου Vibrio fischeri, έτσι ώστε να εκπέμπουν φως. Μέσω αυτών των δεδομένων και με τη βοήθεια πειραμάτων, η φωτεινή απόδοση αυτών των φυτών βρέθηκε να είναι άμεσα ανάλογη με το μέγεθος του φυλλώματος τους. Προκειμένου να εκτιμηθεί η φωτεινή απόδοση των διαγονιδιακών φυτών ως φωτεινών πηγών, μοντελοποιήθηκε και προσομοιώθηκε ένα φωταυγές φύλλο, με τις φωταυγείς ιδιότητες της καλλιέργειας βακτηρίων του πειραματισμού και έγινε αντιστοίχισή του με τα φυσικά φύλλα των φυτών. Στη συνέχεια δημιουργήθηκε ένα φωτεινό προφίλ που καταγράφει την διακύμανση της φωτεινής ροής κατά τη διάρκεια της ζωής του φυτού και υπολογίστηκε συντελεστής μείωσης (reduction factor, RF) εξαρτώμενος από: α) την αντίσταση του φυτού σε ασθένειες και αστοχίες, β) την ποσότητα του φυλλώματός του και γ) τον συντελεστή αντιστοίχισης του αριθμού των φυσικών φύλλων σε φωταυγή, ανά τρέχον μέτρο οριζόντιας επέκτασής του, ευρισκόμενο σε μέση ανάπτυξη. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα διαγονιδιακά φυτά σε μέση ανάπτυξη μπορούν να έχουν μια φωτεινή ροή μέχρι 57 lm, μια τιμή που μπορεί να υποστηρίξει σίγουρα χαμηλές απαιτήσεις φωτισμού σε περιοχές όπως σκοτεινά πάρκα, μονοπάτια, πεζόδρομους, προαστιακές πλατείες κ.ά. Από φωτομετρικές μετρήσεις και υπολογισμούς που διεξάχθηκαν κατά τη διάρκεια της έρευνας, η φωτεινή απόδοση φωταυγών διαγονιδιακών φυτών για ένα τυπικό πεζόδρομο πλάτους 5 μ. βρέθηκε ίση με 2 lx, που είναι επαρκής σύμφωνα με τα Ευρωπαϊκά πρότυπα για δρόμο κατηγορίας P6. Παρόλο που το πεδίο αυτής της έρευνας δεν εξετάζει διεξοδικά τους πιθανούς κινδύνους από τη χρήση των διαγονιδιακών φυτών στο οικοσύστημα, είναι προφανές ότι πρέπει να γίνουν περεταίρω έρευνες για την εκτίμηση περιβαλλοντικών κινδύνων πριν από την τοποθέτηση τέτοιων φυτών σε αστικό ή προαστιακό περιβάλλον. Η σκοπιμότητα αυτών των ερευνών κρίνεται αναγκαία, μια και η χρήση των βιοφωταυγών φυτών στο σχεδιασμό του εξωτερικού φωτισμού αλλά και στο σχεδιασμό του αστικού και προαστιακού τοπίου γενικότερα, φαίνεται ότι μπορεί να συμβάλλει στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας, δημιουργώντας μια σύγχρονη τεχνολογία αιχμής, καθώς και στην ελαχιστοποίηση της φωτορύπανσης, βελτιώνοντας το αστικό και προαστιακό μικροκλίμα και αμβλύνοντας τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής.
metadata.dc.description.uri: http://hdl.handle.net/10442/hedi/47263
Appears in Collections:Διδακτορικές διατριβές Σ.Ε.Τ.

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ΑΡΔΑΒΑΝΗ_ΟΛΥΜΠΙΑ_Διδακτορική_Διατριβή.pdfΚείμενο διδακτορικής διατριβής (συμπεριλαμβάνονται εικόνες, πίνακες, γραφήματα, αναφορές)16.97 MBAdobe PDFView/Open


Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.