Le malo arhitektov v Veliki Britaniji se lahko pohvali, da posluša okoljske svetovalce, oblikovalce ali uporabnike njihovih obstoječih projektov. Tiste, ki se učijo na svojih napakah in uporabljajo izkušnje, pridobljene pri nadaljnjih projektih, je treba vključiti v Rdečo knjigo.
Architype, nova generacija navdušenih arhitektov, je zgradila prve šole v Veliki Britaniji, ki ustrezajo nemškemu standardu Passivhaus. S svojim delom so dokazali, da je šola zaradi svoje premišljenosti in energetske učinkovitosti lahko ne le lepa zgradba, ampak tudi zgradba, v kateri je udobno učiti se.
»Energija je nekoliko podobna odpadkom: vedno je dobro, če jo je mogoče reciklirati, vendar je bolje, da proizvedemo manj. Tudi z energijo: lahko uporabite njene obnovljive vire, sončne celice ali pa jih preprosto porabite manj."
Jonathan Hines, direktor urada Architype
Kaj je Passivhaus Standard?
Spomnimo, ta nemški standard za energetsko učinkovitost stavb, ki ga je razvil Passivhaus Institut, je pokazatelj nizke porabe energije, udobja v notranjem prostoru in arhitekturne kakovosti predmeta. Mnogi ljudje povsem zaman verjamejo, da se nanaša samo na stanovanja: v prevodu iz nemščine "Haus" ne pomeni samo hiše, temveč katero koli zgradbo, standard pa je primeren za stavbe katere koli tipologije. O njeni progresivnosti pričajo številke: običajna poraba energije običajne šole v Angliji znaša 100 kWh / m2 na leto, stavba, zgrajena po standardu Passivhaus, pa naj letno porabi največ 15 kWh / m2. Za razliko od drugih standardov Passivhaus pomaga zmanjšati porabo energije z optimizacijo oblikovalskih odločitev - kot je iskanje najbolj kompaktne oblike, najboljše usmeritve stavbe itd.
Standard Passivhaus v Angliji redko vidijo, saj lokalni kodeksi o energetski učinkovitosti delujejo povsem nasprotno. V primerjavi s Passivhausom ima priljubljeni zeleni standard BREEAM v Angliji, ki ga lobira vlada, številna merila za ocenjevanje, ki pogosto nimajo nič skupnega s porabo energije: točke je na primer mogoče dobiti, če je razdalja med predvideno stavbo in najbližjim poštnim nabiralnikom manjša več kot 500 metrov. Poleg tega se BREEAM ne osredotoča na zmanjšanje porabljene količine, temveč na proizvodnjo dodatne energije iz obnovljivih virov.
Kako deluje arhitekt Passivhaus?
Najprej zmanjša toplotno prevodnost sten, streh, stropov in vrat. Drugič, skrbi za toplotno tesnost stavbe: vse "hladne mostove" (območja toplotnih izgub, ki jih najpogosteje najdemo na stikih konstrukcijskih elementov stavbe) je treba zmanjšati na nič ali minimizirati. Poleg tega je že v začetni fazi projektiranja stavba modelirana s pomočjo programske opreme PHDP (Pasivni projektni paket). Britanski arhitekti pa običajno najprej popolnoma opišejo stavbo, premislijo o postavitvah in šele nato dajo inženirjem, da izračunajo porabo energije. Nekaj poskušajo optimizirati, vendar je verjetnost popravljanja napak v končanem projektu izredno majhna. Zato je veliko bolj učinkovito razmišljati o tem v zgodnejših fazah dela, ko je projekt mogoče po potrebi bistveno spremeniti, na primer, da se ogreje.
Najtežje pri standardu Passivhaus je preverjanje skladnosti predmeta, kjer kazalniki niso le izračunani podatki inženirjev oblikovanja, temveč tudi resnične meritve v že zgrajeni in delujoči hiši. In graditi točno tako, kot je bilo načrtovano, je slavni glavobol za vse arhitekte.
Kdo so Architype arhitekti?
Architype je nov tip arhitekturnega studia, ki je bil ustanovljen pred 29 leti in si je z leti prislužil zavidljiv sloves kot oblikovalci kakovostnih energetsko učinkovitih stavb. Njihov prvotni pristop narekuje želja po vključitvi kupcev in bodočih prebivalcev v postopek oblikovanja. Izkušeni so razvili prtljago tehničnih rešitev, ki povečujejo kakovost "izdelanega izdelka".
V času svojega obstoja se je ekipa Architype povečala s petih na 53 ljudi, kljub temu pa jim je uspelo ohraniti svež kreativni pristop k oblikovanju, vključno s pogostimi analizami in razpravami o projektih. Letni promet družbe znaša 3 milijone funtov na leto.
Zakaj se je Architype odločil, da bo v Angliji uporabil standard Passivhaus?
Pred približno petimi leti je Architype v sodelovanju z univerzo Oxford Brooks, eno največjih svetovnih inštitutov za energetsko učinkovite tehnološke raziskave, zbiral in analiziral informacije o "uspešnosti" šolskih stavb, ki jih je zgradila pisarna. Posledično je bilo ugotovljeno, da so te šole kljub različnim strategijam energetske učinkovitosti porabile ogromno energije, saj so se pozimi v njih odprla okna. In v tistem trenutku je prilagajanje standarda Passivhaus britanski resničnosti zanimalo Architype, ker so zaradi mehanskega prezračevanja in toplotne tesnosti stavbe, zgrajene po tem standardu, porabile bistveno manj energije in ustvarile manj CO2. Dodaten plus je bila resnična priložnost, da preučimo, kako stavba "deluje" in katere oblikovalske rešitve najbolj pripomorejo k izboljšanju energetske učinkovitosti.
Mnogi arhitekti se bojijo, da jim bo passivhausov standard omejeval domišljijo. Toda arhitekti Architype trdijo, da togi okvir, ki so ga postavili, sproži celoten ustvarjalni proces v njihovih glavah.
Z uporabo metod Passivhaus Architype v svojih nedavnih projektih so dosegli korenito poenostavitev oblik in detajlov, optimizirali postopek oblikovanja in celo arhitekturni nadzor. Želene rezultate jim uspe doseči s premikanjem vsake rešitve po korakih in preizkušanjem njene učinkovitosti v praksi. Po besedah direktorja biroja Jonathana Hinesa je bila za Architype najpomembnejša lekcija spoznanje pomena poenostavitve projekta na splošno in zlasti strukturnih podrobnosti.
Ker tipologija stavbe ni bila odločilnega pomena, je bil Architype pripravljen preizkusiti standard Passivhaus na katerem koli projektu. Zdaj, ko so pridobili izkušnje na tem področju, po načelih tega standarda načrtujejo univerzo, arhivsko zgradbo, vas s 150 hišami, cerkev in več zasebnih hiš. Vendar so bili pred petimi leti njihova specializacija šolske zgradbe, zato so postali njihovo prvo poligon Passivhaus. Edina pomembna zahteva stranke petih šol, okrožni svet Wolverhampton, je bila, da se drži zelo skromnega proračuna.
Do danes je Architype v celoti dokončal gradnjo dveh izobraževalnih ustanov - Oakmeadow Osnovna šola in šola Bushbury Hill, novembra 2013 pa se zaključuje tretja - Osnovna šola Swillington. Vsi so zamenjali zastarele in zato porušili šolske stavbe, svoj videz pa dolgujejo aktualni vladni pobudi. Jonathan Hines pa meni, da je nadaljnje širjenje "pasivnih" šol v Angliji veliko vprašanje, ravno zaradi težav z javnim financiranjem. Zato Architype upa, da bodo takšni projekti zelo iskani, na primer v Walesu, kjer se sistem vladnega financiranja razlikuje od angleškega.
Arhitekturne značilnosti "pasivnih" šol
Postopek oblikovanja se je začel z iskanjem optimalne oblike, nadstropij, globine in usmerjenosti objekta z uporabo že omenjenega programa za dinamično modeliranje PHDP. Že na začetku raziskav je postalo jasno, kako pomembna je kompaktna stavba za zmanjšanje porabe energije. Zmanjšanje površine stavbe glede na površino tal je omogočilo energetsko optimizacijo že v fazi zasnove. Za obe že zgrajeni šoli je bila na koncu izbrana kompozicija preprostih pravokotnih dvonadstropnih zvezkov z osrednjim prostorom, ki služi kot rekreacija.
Stavba je zasnovana tako, da sončni svetlobi omogoča vstop v vse šolske prostore, tako da se umetna razsvetljava uporablja čim manj. Da bi v poletnih mesecih zmanjšali možnost pregrevanja, je število oken, obrnjenih proti zahodu in vzhodu, zmanjšano na nič, saj je sončne žarke iz nizkega kota vedno težje zatemniti, zato so okna obrnjena proti severu in jugu.
Vse sobe imajo navzkrižno prezračevanje, ki se uporablja predvsem poleti in izven sezone. Poleg tega se v toplejših mesecih osrednja rekreacija kot dodaten ukrep spremeni v "dimnik", kjer se po zaslugi višinske razlike in učinka gravitacije skozi zgornja okna dviga in izstopa topel zrak. Pozimi je zagotovljeno prezračevanje s sistemom za rekuperacijo toplote. Ni treba posebej poudarjati, da tak sistem v primerjavi s šolami, kjer se v hladni sezoni odpirajo okna za prezračevanje, bistveno zmanjša izgubo toplote. Od običajnega sistema za rekuperacijo se razlikuje po tem, da svež zrak, ki vstopa v prostor, ogreva toplota iz predelanega zraka iz centralne rekreacije. V tem prostoru se zrak pasivno segreva s sončnim sevanjem in notranjim sproščanjem toplote, tudi od šolarjev, ki tečejo med počitnicami.
Veliko pozornosti pri projektu "pasivnih" šol je namenjenih vprašanjem toplotne tesnosti stavbe in minimalizaciji že omenjenih "hladnih mostov" - v Angliji pogosto pozabljenega problema. Večina teh "mostov" nastane na območju temeljev, saj je v neposrednem stiku s tlemi in na spojih konstrukcijskih elementov. Arhitekti so na to vprašanje našli izviren odgovor in predlagali oblikovalcem, naj oblikujejo temelj, ki bi bil popolnoma izoliran in se ne bi neposredno dotikal tal. Sprva so britanski oblikovalci - partnerji Architypeja izjavili, da s tehničnega vidika to ni mogoče, kljub temu da se v Nemčiji in Avstriji ta metoda pogosto uporablja pri gradnji "pasivnih" zgradb, kasneje pa jih je Architype uspel prepričati vse enako. Na koncu se je izkazalo, da je bila ta rešitev celo cenejša od običajnih tračnih temeljev, saj je uporabljena metoda zahtevala manj izkopavanja. Ko je bil tak sistem uveden, se je število "hladnih mostov" na območju temeljev zmanjšalo na nič.
Da bi se znebili "hladnih mostov" na spojih konstrukcijskih elementov, so arhitekti prišli na idejo, da bi gradbeno konstrukcijo razdelili na notranji in zunanji del. Celoten notranji del konstrukcije je popolnoma ovit s plastjo toplotne izolacije, imenovane "odeja", in je zato popolnoma zatesnjen. Še več, toplotna izolacija temelja meji na toplotno izolacijo sten in ustvarja zaprto zanko, ki je omogočila popolno rešitev problema "hladnih mostov". Zaradi te rešitve pa so morali nadstreške, tende in podobne fasadne elemente pritrditi na dodatne zunanje konstrukcije, ki niso bile povezane z glavnim okvirjem.
Posebna pozornost je bila namenjena poenostavitvi strukturnih komponent. Projektna skupina je morala vložiti veliko truda, da je našla ravnovesje med izgubo toplote skozi okna in sončnim sevanjem, kar je pomembno za pasivno ogrevanje, kar je na koncu pripeljalo do strogega nadzora nad vsemi okni in vrati v stavbi.
Vsi materiali, uporabljeni pri gradnji šol, so okolju prijazni in so bili večinoma proizvedeni v Angliji, kar je zmanjšalo emisije CO2 pri prevozu materialov. Uporabili smo tudi Warmcell - toplotno izolacijo iz recikliranega časopisnega papirja.
V prvem mesecu in pol po zaključku gradnje so arhitekti vsak teden (nato - enkrat na dva tedna in enkrat na mesec) obiskovali svoje šole, da bi spremljali delovanje vseh sistemov in razumeli, kako se prebivalci počutijo v stavbi. Poleg merjenja porabljene energije, ravni CO2, temperature in vlažnosti je Architype prosil vse šolsko osebje, naj si zabeležijo, kako stavba "deluje" in kako se v njej počutijo. Vse te informacije so bile zbrane in razpravljane na sestankih z izvajalci za izboljšanje prihodnjih projektov.
Tako so v enem prvih šolskih projektov odkrili, da raven porabljene primarne energije bistveno presega normo. Vzrok za to je bila prisotnost ogrevanja v brizgalni črpalni sobi, ki ni bila toplotno izolirana. Po drugi strani pa so med spremljanjem arhitekti ugotovili, da prezračevalni sistem z rekuperacijo toplote naredi otroke bolj pozorne v učilnici, saj dihajo svež zrak.
Ker je stavba popolnoma izolirana in hermetično zaprta, je za ogrevanje dovolj en domači kotel, saj se stanovanja običajno ogrevajo v Angliji, a med projektiranjem je šolska tehnična služba prosila za namestitev drugega, dodatnega kotla - ki je kasneje seveda, se je izkazalo za odveč. Komisija, ki je pregledala stavbo, je opozorila, da sta bila kljub hladnemu vremenu oba kotla izklopljena - saj je tudi brez ogrevanja notranjost stavbe ostala na ugodni temperaturi.
V celotnem obdobju spremljanja, ki je trajalo eno leto, so arhitekti osebju svojih šol govorili, kako pravilno uporabljati razsvetljavo, prezračevanje in druge sisteme v tako nenavadni zgradbi, in celo objavili ilustriran "uporabniški priročnik". Architype je veliko časa tudi razlagal študentom, zakaj je potrebna energija, kje jo dobiti in, kar je najpomembneje, kako jo prihraniti. Tudi šolarji so smeli komentirati učitelje, če so na primer pozabili ugasniti luč. Otroci so bili navdušeni nad takšnimi možnostmi, česar o učiteljih ni mogoče reči.
Glede na rezultate opazovalnega leta je bilo ugotovljeno, da "pasivne" šolske stavbe Architype dejansko porabijo največ 14-15 kWh / m2 na leto, medtem ko so prejšnje šole istih arhitektov porabile 40-50 kWh / m2 na leto; navadne šole v Angliji pa porabijo 100 kWh / m2 na leto.
Pri analizi celotnega postopka ustvarjanja in izvedbe projekta lahko ugotovimo, da je za uspeh v veliki meri zaslužno dobro usklajeno delo celotne ekipe: stranke, s katero Architype sodeluje že vrsto let, izvajalca, arhitektov in oblikovalcev. Številni sestanki in pogajanja so vsem članom ekipe že na začetku omogočili, da jasno razumejo, kaj se dela in zakaj. Opravljenih je bilo tudi ogromno pregledov in preizkusov, med njimi tudi dimni test, ki določa tesnost stavbe.
Architype je z uporabo standarda Passivhaus kot oblikovalskega orodja uspel doseči neverjetne rezultate in brez porabe dodatnih sredstev za energetsko učinkovite tehnologije (čeprav se običajno stavbe Passivhaus splačajo precej hitro: v povprečju 5-10 let, odvisno od cen energije). Z zasnovo svojega delovnega procesa na opazovanju, kaj in kako "deluje" v stavbi, si prizadevajo za kakovost s poenostavitvijo same stavbe in njenih detajlov, hkrati pa dokazujejo, da energetska učinkovitost ni v nasprotju z lepoto in eleganco. Kot je dejal glasbenik Charles Mingus, »zapletanje preprostosti je običajno. In poenostavitev zapletenosti je ustvarjalnost «: to je filozofija, ki se je drži delavnica Architype.
