Malo se arhitekata u Velikoj Britaniji može pohvaliti da sluša savjetnike za zaštitu okoliša, dizajnere ili korisnike njihovih postojećih projekata. A oni koji uče na svojim greškama i koriste iskustvo stečeno u narednim projektima, trebaju biti uključeni u Crvenu knjigu.
Architype, nova generacija arhitekata entuzijasta, izgradili su prve škole u Velikoj Britaniji koje su zadovoljile njemački standard Passivhaus. Svojim radom dokazali su da škola može biti ne samo lijepa zgrada, već i zgrada u kojoj je ugodno učiti zbog svoje promišljenosti i energetske efikasnosti.
„Energija je pomalo poput otpada: uvijek je dobro ako se može reciklirati, ali bolje je samo proizvesti manje. Takođe s energijom: možete koristiti njene obnovljive izvore, solarne panele ili možete jednostavno potrošiti manje od toga."
Jonathan Hines, direktor Ureda Architype
Šta je Passivhaus Standard?
Podsjećanja radi, ovaj njemački standard za energetsku efikasnost u zgradama, koji je razvio Institut Passivhaus, pokazatelj je male potrošnje energije, udobnosti u unutrašnjem prostoru i arhitektonske kvalitete objekta. Mnogi ljudi potpuno uzalud vjeruju da je primjenjiv samo na stanovanje: u prijevodu s njemačkog "Haus" ne znači samo kuću, već i bilo koju strukturu, a standard je pogodan za zgradu bilo koje tipologije. O njegovoj progresivnosti svjedoče brojke: standardna potrošnja energije obične škole u Engleskoj iznosi 100 kWh / m2 godišnje, a zgrada izgrađena prema Passivhausovom standardu ne bi trebala trošiti više od 15 kWh / m2 godišnje. Za razliku od ostalih standarda, Passivhaus pomaže u smanjenju potrošnje energije optimiziranjem dizajnerskih odluka - poput pronalaska najkompaktnijeg oblika, najbolje orijentacije zgrade itd.
Passivhaus standard rijetko se vidi u Engleskoj jer lokalni kodeksi energetske efikasnosti djeluju na potpuno suprotan način. U usporedbi s Passivhausom, popularni zeleni BREEAM standard u Engleskoj, a koji vlada kod njega, ima brojne kriterije procjene koji često nemaju nikakve veze s potrošnjom energije: na primjer, bodovi se mogu dobiti ako je udaljenost između projektirane zgrade i najbližeg poštanskog sandučića manja manje od 500 metara. Pored toga, BREEAM nije usmjeren na smanjenje potrošene količine, već na proizvodnju dodatne energije iz obnovljivih izvora.
Kako radi arhitekt Passivhaus?
Prvo, minimizira toplotnu provodljivost zidova, krovova, plafona i vrata. Drugo, brine se o toplinskoj nepropusnosti zgrade: svi „hladni mostovi“(područja gubitka topline, koja se najčešće nalaze na spojevima strukturnih elemenata zgrade) moraju se svesti na nulu ili minimizirati. Pored toga, već u početnoj fazi projektovanja, zgrada se modelira pomoću softvera PHDP (Pasivni projektni paket). Međutim, britanski arhitekti obično prvo u potpunosti ocrtaju zgradu, razmisle o rasporedima, a tek onda je daju inženjerima da izračunaju potrošnju energije. Pokušavaju nešto optimizirati, ali vjerovatnoća ispravljanja pogrešaka u gotovom projektu je izuzetno mala. Stoga je mnogo učinkovitije o tome razmišljati u ranijim fazama rada, kada se projekt može značajno promijeniti ako je potrebno, na primjer, da se ugrije.
Najteža stvar u Passivhaus standardu je provjera usklađenosti objekta, gdje pokazatelji nisu samo izračunati podaci inženjera dizajna, već i stvarna mjerenja u već izgrađenoj i operativnoj kući. A graditi tačno onako kako je dizajnirano, poznata je glavobolja za sve arhitekte.
Ko su Architype arhitekti?
Architype je novi tip arhitektonskog studija koji je osnovan prije 29 godina i stekao je zavidnu reputaciju tokom godina kao dizajneri kvalitetnih energetski učinkovitih zgrada. Njihov izvorni pristup diktira želja da se kupci i budući stanovnici uključe u proces dizajniranja. Iskusni su razvili prtljagu tehničkih rješenja koja povećavaju kvalitetu "proizvedenog proizvoda".
Tijekom svog postojanja, tim Architype porastao je s pet na 53 ljudi, uprkos tome uspjeli su održati svjež kreativni pristup dizajnu, uključujući česte analize i rasprave o projektima. Godišnji promet kompanije je 3 miliona funti godišnje.
Zašto je Architype odlučio primijeniti standard Passivhaus u Engleskoj?
Prije otprilike pet godina, Architype je u suradnji sa Univerzitetom Oxford Brooks, jednim od najvećih svjetskih instituta za istraživanje energetski efikasnih tehnologija, prikupio i analizirao informacije o "učinku" školskih zgrada koje je ured sagradio. Kao rezultat, utvrđeno je da su, uprkos raznim strategijama energetske efikasnosti, ove škole trošile ogromnu količinu energije jer su se zimi u njima otvarali prozori. I u tom je trenutku prilagodba Passivhaus standarda britanskoj stvarnosti zainteresirala Architypea, jer su zahvaljujući mehaničkoj ventilaciji i toplotnoj nepropusnosti zgrade izgrađene prema ovom standardu trošile znatno manje energije i stvarale manje CO2. Dodatni plus bila je prava prilika da se prouči kako zgrada „radi“i koja dizajnerska rješenja najviše pomažu u poboljšanju energetske efikasnosti.
Mnogi se arhitekti plaše da će im Passivhaus standard ograničiti maštu. Ali arhitekti Architypea tvrde da je kruti okvir koji su postavili taj koji pokreće puni kreativni proces u njihovim glavama.
Korištenjem metoda Passivhaus Architype u svojim nedavnim projektima postigli su radikalno pojednostavljenje oblika i detalja, optimizirali postupak dizajna, pa čak i arhitektonski nadzor. Uspijevaju postići željene rezultate razmišljajući svako rješenje korak po korak i testirajući njegove performanse u praksi. Prema direktoru biroa Jonathanu Hinesu, najvažnija lekcija za Architypea bila je spoznaja važnosti pojednostavljenja projekta uopšte, a posebno strukturnih detalja.
Budući da tipologija zgrade nije bila presudan faktor, Architype je bio spreman testirati Passivhausov standard na bilo kojem projektu. Sada, stekavši iskustvo u ovom području, oni projektuju univerzitet, zgradu arhive, selo sa 150 kuća, crkvu i nekoliko privatnih kuća u skladu sa principima ovog standarda. Međutim, prije pet godina njihova su specijalizacija bile školske zgrade, zbog čega su postali njihovo prvo poligon za Passivhaus. Jedini važan zahtjev klijenta pet škola, vijeće okruga Wolverhampton, bio je da se pridržava vrlo skromnog budžeta.
Do danas je Architype u potpunosti završio izgradnju dvije obrazovne institucije - Oakmeadow Osnovna škola i škola Bushbury Hill, a u novembru 2013. završava se i treća - Swillington Osnovna škola. Svi su zamijenili zastarjele i zbog toga srušili školske zgrade, a svoj izgled duguju trenutnoj vladinoj inicijativi. Međutim, Jonathan Hines vjeruje da je daljnje širenje "pasivnih" škola u Engleskoj veliko pitanje, upravo zbog poteškoća s javnim finansiranjem. Stoga se Architype nada da će takvi projekti biti vrlo traženi, na primjer, u Walesu, gdje se sistem državnog financiranja razlikuje od engleskog.
Arhitektonske karakteristike "pasivnih" škola
Proces dizajniranja započeo je potragom za optimalnim oblikom, etažama, dubinom i orijentacijom zgrade koristeći već spomenuti program za dinamičko modeliranje PHDP. Iz početnih istraživanja postalo je jasno koliko je kompaktna zgrada važna za smanjenje potrošnje energije. Minimiziranje površine zgrade u odnosu na površinu poda omogućilo je postizanje energetske optimizacije već u fazi koncepta. Za obje već izgrađene škole na kraju je odabran sastav jednostavnih pravougaonih dvospratnih volumena sa središnjim prostorom koji služi kao rekreacija.
Zgrada je dizajnirana tako da sunčevoj svjetlosti omogućava ulazak u sve školske prostore, tako da se što manje koristi umjetna rasvjeta. Kako bi se smanjila mogućnost pregrijavanja tokom ljetnih mjeseci, broj prozora okrenutih prema zapadu i istoku smanjen je na nulu, jer je sunčeve zrake iz niskog kuta uvijek teže zatamniti, pa stoga prozori gledaju na sjever i jug.
Sve sobe imaju poprečnu ventilaciju, koja se uglavnom koristi ljeti i van sezone. Pored toga, tokom toplijih mjeseci, kao dodatna mjera, centralna rekreacija pretvara se u „dimnjak“gdje se, zahvaljujući visinskoj razlici i efektu gravitacije, topli zrak diže i izlazi kroz gornje prozore. Zimi je osigurana ventilacija sa sistemom za povrat toplote. Nepotrebno je reći da u poređenju sa školama u kojima su prozori otvoreni za ventilaciju u hladnoj sezoni, takav sistem značajno smanjuje gubitak toplote. Od standardnog sistema za oporavak razlikuje se po tome što se svježi zrak koji ulazi u prostoriju zagrijava toplinom prerađenog zraka iz centralne rekreacije. U ovom se prostoru zrak pasivno zagrijava sunčevim zračenjem i unutrašnjim oslobađanjem toplote, uključujući školarce koji trče za vrijeme odmora.
Mnogo pažnje u projektu "pasivnih" škola posvećeno je pitanjima toplinske nepropusnosti zgrade i minimalizaciji već spomenutih "hladnih mostova" - problema koji se u Engleskoj često zaboravlja. Većina tih "mostova" nastaje u području temelja, jer je u direktnom kontaktu sa zemljom i na spojevima strukturnih elemenata. Arhitekti su pronašli originalan odgovor na ovo pitanje, predlažući dizajnerima da osmisle temelj koji će biti potpuno izoliran i neće direktno dodirivati tlo. U početku su britanski dizajneri - partneri Architypea izjavili da je to sa tehničke tačke gledišta nemoguće, uprkos činjenici da se u Njemačkoj i Austriji ova metoda široko koristi u izgradnji "pasivnih" zgrada, no kasnije ih je Architype uspio uvjeriti sve isto. Na kraju se pokazalo da je ovo rješenje čak i jeftinije od konvencionalnog trakastog temelja, jer je primijenjena metoda zahtijevala manje iskopa. Kada je implementiran takav sistem, broj "hladnih mostova" u području temelja smanjen je na nulu.
Kako bi se riješili "hladnih mostova" na spojevima strukturnih elemenata, arhitekti su došli na ideju da građevinsku strukturu podijele na unutarnji i vanjski dio. Čitav unutarnji dio konstrukcije u potpunosti je omotan slojem toplotne izolacije, koji se naziva "pokrivač", pa je stoga potpuno zapečaćen. Štoviše, toplinska izolacija temelja pridružuje se toplinskoj izolaciji zidova, stvarajući zatvorenu petlju, što je omogućilo potpuno rješavanje problema "hladnih mostova". Međutim, zbog ovog rješenja nadstrešnice, tende i slični fasadni elementi morali su biti pričvršćeni na dodatne vanjske konstrukcije koje nisu bile povezane s glavnim okvirom.
Posebna pažnja posvećena je pojednostavljenju strukturnih komponenata. Projektni tim morao je uložiti puno napora kako bi pronašao ravnotežu između gubitka toplote kroz prozore i sunčevog zračenja, što je važno za pasivno grijanje, što je na kraju dovelo do stroge kontrole svih prozora i vrata u zgradi.
Svi materijali koji se koriste u izgradnji škola ekološki su prihvatljivi i većinom su proizvedeni u samoj Engleskoj, što je smanjilo emisiju CO2 od transporta materijala. Koristili smo i Warmcell - toplotnu izolaciju od recikliranog novinskog papira.
U prvih mjesec i po dana nakon završetka gradnje, arhitekti su posjećivali svoje škole svake sedmice (zatim - jednom u dvije sedmice i jednom mjesečno) kako bi pratili rad svih sistema i razumjeli kako se osjećaju njegovi stanovnici u zgradi. Pored mjerenja količine potrošene energije, nivoa CO2, temperature i vlažnosti, Architype je zamolio sve školsko osoblje da vode bilješke o tome kako zgrada "radi" i kako se osjećaju u njoj. Sve ove informacije prikupljene su i raspravljano na sastancima sa dobavljačima kako bi se poboljšali budući projekti.
Tako je u jednom od prvih školskih projekata otkriveno da nivo potrošene primarne energije znatno premašuje normu. To je bilo uzrokovano prisustvom grijanja u pumpnoj sobi prskalica, koja nije bila toplinski izolirana. S druge strane, tokom nadgledanja, arhitekti su otkrili da ventilacijski sistem sa povratom toplote čini djecu pažljivijom u učionici jer udišu svjež zrak.
Budući da je zgrada savršeno izolirana i hermetički zatvorena, dovoljan je jedan domaći kotao za zagrijavanje, jer se stanovi obično griju u Engleskoj, ali tijekom dizajna školska tehnička služba zatražila je ugradnju drugog, dodatnog kotla - koji je kasnije, naravno, pokazalo se suvišnim. Komisija koja je pregledala zgradu skrenula je pažnju da su, uprkos hladnom vremenu, oba kotla bila isključena - jer je i bez zagrijavanja unutrašnjost zgrade ostala na ugodnoj temperaturi.
Tokom čitavog perioda praćenja, koji je trajao godinu dana, arhitekte su osoblju svojih škola govorili kako pravilno koristiti rasvjetu, ventilaciju i druge sisteme u tako neobičnoj zgradi, pa čak i objavili ilustrirani "korisnički priručnik". Architype je također proveo puno vremena objašnjavajući studentima zašto je potrebna energija, gdje je nabaviti i, što je najvažnije, kako je uštedjeti. Takođe, školarcima je bilo dozvoljeno da komentarišu nastavnike ako su, na primjer, zaboravili isključiti svjetlo. Djeca su bila oduševljena takvom perspektivom, što se ne može reći za učitelje.
Prema rezultatima godine praćenja, utvrđeno je da „pasivne“školske zgrade Architypea zapravo troše ne više od 14-15 kWh / m2 godišnje, dok su ranije škole istih arhitekata trošile 40-50 kWh / m2 po godina; međutim, uobičajene škole u Engleskoj troše 100 kWh / m2 godišnje.
Analizirajući cjelokupni proces izrade i provedbe projekta, možemo zaključiti da je za uspjeh u velikoj mjeri zaslužan dobro koordiniran rad cijelog tima: kupca s kojim Architype surađuje već duži niz godina, izvođača, arhitekata i dizajnera. Brojni sastanci i pregovori omogućili su svim članovima tima od samog početka da jasno razumiju šta se radi i zašto. Izvršen je i ogroman broj inspekcija i ispitivanja, uključujući test dima, koji određuje nepropusnost zgrade.
Architype je uspio postići nevjerovatne rezultate koristeći Passivhaus standard kao alat za dizajn i bez trošenja dodatnih sredstava na energetski učinkovite tehnologije (iako se obično zgrade Passivhaus isplaćuju prilično brzo: u prosjeku 5-10 godina, ovisno o cijenama energije). Bazirajući svoj radni proces na promatranju šta i kako „funkcionira“u zgradi, ovi arhitekti teže kvalitetu pojednostavljujući samu zgradu i njene detalje, dok istovremeno dokazuju da se energetska efikasnost ne kosi s ljepotom i elegancijom. Kao što je rekao muzičar Charles Mingus, „Komplikovanje jednostavnosti je uobičajeno. A pojednostavljenje složenosti je kreativnost “: to je filozofija koje se drži Archithpe radionica.
