Malo se arhitekata u Velikoj Britaniji može pohvaliti da sluša savjetnike za zaštitu okoliša, dizajnere ili stanare njihovih postojećih projekata. A oni koji uče na svojim pogreškama i koriste se iskustvom stečenim u sljedećim projektima, trebali bi biti uključeni u Crvenu knjigu.
Architype, nova generacija arhitekata entuzijasta, izgradili su prve škole u Velikoj Britaniji koje zadovoljavaju 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 učinkovitosti.
“Energija je pomalo poput otpada: uvijek je dobro ako se može reciklirati, ali bolje je samo proizvesti manje. Također s energijom: možete koristiti njezine obnovljive izvore, solarne panele ili ih jednostavno možete potrošiti manje."
Jonathan Hines, direktor Ureda Architype
Što je Passivhaus Standard?
Podsjećanja radi, ovaj njemački standard za energetsku učinkovitost u zgradama, koji je razvio Passivhaus Institut, pokazatelj je male potrošnje energije, udobnosti u unutarnjem 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 građevinu, 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 standardu Passivhaus trebala bi trošiti najviše 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.
Passivhausov se standard rijetko viđa u Engleskoj jer lokalni kodeksi energetske učinkovitosti djeluju na potpuno suprotan način. U usporedbi s Passivhausom, popularni zeleni BREEAM standard u Engleskoj i kod kojeg vlada Vlada 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 od 500 metara. Uz to, BREEAM nije usmjeren na smanjenje potrošene količine, već na proizvodnju dodatne energije iz obnovljivih izvora.
Kako radi arhitekt Passivhaus?
Prvo, minimalizira toplinsku vodljivost zidova, krovova, stropova i vrata. Kao 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. Uz to, već u početnoj fazi projektiranja 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 vjerojatnost ispravljanja pogrešaka u gotovom projektu izuzetno je 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 standardu Passivhaus je provjera usklađenosti objekta, gdje pokazatelji nisu samo izračunati podaci inženjera dizajna, već i stvarna mjerenja u već izgrađenoj i operativnoj kući. A graditi točno onako kako je projektirano poznata je glavobolja za sve arhitekte.
Tko su Architype arhitekti?
Architype je nova vrsta arhitektonskog studija koji je osnovan prije 29 godina i koji je tijekom godina stekao zavidnu reputaciju kao dizajneri kvalitetnih energetski učinkovitih zgrada. Njihov izvorni pristup diktira želja da se kupci i budući stanovnici uključe u postupak dizajniranja. Iskusni su razvili prtljagu tehničkih rješenja koja povećavaju kvalitetu "proizvedenog proizvoda".
Tijekom svog postojanja tim Architype porastao je s pet na 53 ljudi, unatoč tome uspjeli su zadržati svjež kreativni pristup dizajnu, uključujući česte analize i rasprave o projektima. Godišnji promet tvrtke je 3 milijuna funti godišnje.
Zašto je Architype odlučio primijeniti standard Passivhaus u Engleskoj?
Prije otprilike pet godina, Architype je u suradnji sa Sveučilištem Oxford Brooks, jednim od najvećih svjetskih instituta za energetski učinkovitu tehnologiju, prikupio i analizirao informacije o "izvedbi" školskih zgrada koje je ured izgradio. Kao rezultat, utvrđeno je da su, usprkos raznim strategijama energetske učinkovitosti, ove škole trošile ogromnu količinu energije jer su se zimi u njima otvarali prozori. I u tom je trenutku prilagodba standarda Passivhaus britanskoj stvarnosti zainteresirala Architypea, jer su, zahvaljujući mehaničkoj ventilaciji i toplinskoj nepropusnosti, zgrade izgrađene prema ovom standardu trošile znatno manje energije i generirale manje CO2. Dodatni plus bila je stvarna prilika za proučavanje kako zgrada "radi" i koja dizajnerska rješenja najviše pomažu u poboljšanju energetske učinkovitosti.
Mnogi se arhitekti plaše da će im Passivhausov standard ograničiti maštu. No, 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 dizajniranja, pa čak i arhitektonski nadzor. Uspijevaju postići željene rezultate promišljajući svako rješenje korak po korak i testirajući njegovu izvedbu u praksi. Prema direktoru ureda Jonathanu Hinesu, najvažnija lekcija za Architypea bila je spoznaja važnosti pojednostavljenja projekta općenito, a posebno strukturnih detalja.
Budući da tipologija zgrade nije bila presudan faktor, Architype je bio spreman testirati standard Passivhaus na bilo kojem projektu. Sada, stekavši iskustvo u ovom području, projektiraju sveučilište, arhivsku zgradu, selo sa 150 kuća, crkvu i nekoliko privatnih kuća prema načelima ovog standarda. Međutim, prije pet godina njihova su specijalizacija bile školske zgrade, zbog čega su postali njihovo prvo poligon u Passivhausu. Jedini važan zahtjev klijenta pet škola, vijeće okruga Wolverhampton, bio je da se drži vrlo skromnog proračuna.
Do danas je Architype u potpunosti dovršio izgradnju dvije obrazovne institucije - Oakmeadow Osnovna škola i škola Bushbury Hill, a u studenom 2013. dovršava se i treća - Swillington Osnovna škola. Svi su zamijenili zastarjele i zbog toga srušili školske zgrade, a svoj izgled duguju aktualnoj vladinoj inicijativi. Međutim, Jonathan Hines vjeruje da je daljnje širenje "pasivnih" škola u Engleskoj veliko pitanje, upravo zbog poteškoća s javnim financiranjem. Stoga se Architype nada da će takvi projekti biti vrlo traženi, na primjer, u Walesu, gdje se sustav državnog financiranja razlikuje od engleskog.
Arhitektonske značajke "pasivnih" škola
Proces projektiranja započeo je potragom za optimalnim oblikom, etažama, dubinom i orijentacijom zgrade pomoću već spomenutog programa 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 konačno je odabran sastav jednostavnih pravokutnih dvoetažnih volumena sa središnjim prostorom koji služi kao rekreacija.
Zgrada je dizajnirana tako da sunčevoj svjetlosti omogućava ulazak u sve školske prostore, tako da se umjetna rasvjeta koristi što manje. Kako bi se smanjila mogućnost pregrijavanja tijekom ljetnih mjeseci, broj prozora okrenutih prema zapadu i istoku smanjen je na nulu, budući da sunčeve zrake iz niskog kuta uvijek teže potamnjuju, pa stoga prozori gledaju prema sjeveru i jugu.
Sve sobe imaju poprečnu ventilaciju, koja se uglavnom koristi ljeti i izvan sezone. Uz to, tijekom toplijih mjeseci, kao dodatna mjera, središnja rekreacija pretvara se u „dimnjak“gdje se, zahvaljujući visinskoj razlici i učinku gravitacije, topli zrak diže i izlazi kroz gornje prozore. Za zimu je osigurana ventilacija sa sustavom za povrat topline. Nepotrebno je reći, u usporedbi sa školama u kojima se prozori otvaraju za ventilaciju u hladnoj sezoni, takav sustav značajno smanjuje gubitak topline. Razlikuje se od standardnog rekuperacijskog sustava po tome što se svježi zrak koji ulazi u prostoriju zagrijava toplinom prerađenog zraka iz središnje rekreacije. U ovom se prostoru zrak pasivno zagrijava sunčevim zračenjem i unutarnjim oslobađanjem topline, uključujući školarce koji trče za vrijeme odmora.
Mnogo pozornosti u projektu "pasivnih" škola posvećuje se pitanjima toplinske nepropusnosti zgrade i minimiziranju već spomenutih "hladnih mostova" - problema koji se u Engleskoj često zaboravlja. Većina tih "mostova" nastaje u području temelja, jer je u izravnom kontaktu s tlom 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 izravno dodirivati tlo. U početku su britanski dizajneri - partneri Architypea izjavili da je to s tehničke točke gledišta nemoguće, unatoč 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 sustav, 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 toplinske 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 truda kako bi pronašao ravnotežu između gubitka topline kroz prozore i sunčevog zračenja, što je važno za pasivno grijanje, što je u konačnici 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. Također smo koristili Warmcell - toplinsku izolaciju izrađenu od recikliranog novinskog papira.
U prvih mjesec i pol dana po završetku gradnje, arhitekti su posjećivali svoje škole svaki tjedan (zatim - jednom u dva tjedna i jednom mjesečno) kako bi pratili funkcioniranje svih sustava i razumjeli kako se osjećaju njegovi stanovnici u zgradi. Uz mjerenje količine potrošene energije, razine 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 su ove informacije prikupljene i raspravljene na sastancima s izvođačima radi poboljšanja budućih projekata.
Tako je u jednom od prvih školskih projekata otkriveno da razina potrošene primarne energije znatno premašuje normu. To je bilo uzrokovano prisutnošću grijanja u pumpnoj sobi prskalica, koja nije bila toplinski izolirana. S druge strane, tijekom praćenja, arhitekti su otkrili da sustav ventilacije s povratom topline čini djecu pažljivijima u učionici jer udišu svjež zrak.
Budući da je zgrada savršeno izolirana i hermetički zatvorena, dovoljan je jedan domaći kotao za grijanje, jer se stanovi obično griju u Engleskoj, no tijekom projektiranja školska tehnička služba zatražila je ugradnju drugog, dodatnog kotla - koji je kasnije, naravno, pokazalo se suvišnim. Povjerenstvo koje je pregledalo zgradu upozorilo je na činjenicu da su, unatoč hladnom vremenu, oba kotla bila isključena - budući da je i bez grijanja unutrašnjost zgrade ostala na ugodnoj temperaturi.
Tijekom čitavog razdoblja praćenja, koje je trajalo godinu dana, arhitekti su osoblju svojih škola govorili kako pravilno koristiti rasvjetu, ventilaciju i druge sustave 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. Također, školarci su smjeli komentirati učitelje ako su, na primjer, zaboravili ugasiti 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 postupak 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 što se radi i zašto. Izvršen je i ogroman broj inspekcija i ispitivanja, uključujući test dima, koji određuje nepropusnost zgrade.
Architype je uspio postići nevjerojatne rezultate koristeći se Passivhausovim standardom kao dizajnerskim alatom 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). Temeljeći svoj tijek rada na promatranju onoga što i kako "funkcionira" u zgradi, ovi arhitekti teže kvaliteti pojednostavljujući samu zgradu i njezine detalje, dok istovremeno dokazuju da se energetska učinkovitost ne kosi s ljepotom i elegancijom. Kao što je rekao glazbenik Charles Mingus, „Kompliciranje jednostavnosti uobičajeno je. A pojednostavljenje složenosti je kreativnost “: to je filozofija koje se drži Architype radionica.
