Az Egyesült Királyságban kevés építész dicsekedhet azzal, hogy meghallgatja a környezetvédelmi tanácsadókat, tervezőket vagy a meglévő projektjeik lakóit. Azokat, akik tanulnak a hibáikból, és felhasználják a későbbi projektekben szerzett tapasztalatokat, fel kell venni a Vörös Könyvbe.
Az Architype, a lelkes építészek új generációja megépítette az Egyesült Királyság első iskoláit, amelyek megfelelnek a német Passivhaus szabványnak. Munkájukkal bebizonyították, hogy az iskola nemcsak szép épület lehet, hanem olyan épület is, ahol átgondoltsága és energiahatékonysága miatt kényelmes tanulni.
„Az energia egy kicsit olyan, mint a pazarlás: mindig jó, ha újrahasznosítható, de jobb, ha csak kevesebbet termelünk. Energiával is: használhatja megújuló forrásait, napelemeit, vagy csak kevesebbet fogyaszthat belőle."
Jonathan Hines, az Architype Iroda igazgatója
Mi a Passivhaus Standard?
Emlékeztetőül: ez a Passivhaus Institut által kifejlesztett német épületek energiahatékonysági szabványa az alacsony energiafogyasztást, a belső tér kényelmét és a tárgy építészeti minőségét jelzi. Sokan teljesen hiába hiszik, hogy ez csak a lakásokra vonatkozik: a német nyelvről lefordítva a „Haus” nemcsak házat, hanem bármilyen szerkezetet jelent, és a szabvány alkalmas bármilyen tipológiai épületre. Progresszivitását a számok bizonyítják: egy átlagos angliai iskola átlagos energiafogyasztása 100 kWh / m2 évente, a Passivhaus szabvány szerint épített épületnek pedig legfeljebb 15 kWh / m2-t kell fogyasztania évente. Más szabványokkal ellentétben a Passivhaus segít csökkenteni az energiafogyasztást azáltal, hogy optimalizálja a tervezési döntéseket - például megtalálja a legkompaktabb formát, a legjobb épületorientációt stb.
A Passivhaus szabványt Angliában ritkán látják, mivel a helyi energiahatékonysági kódok teljesen ellentétesen működnek. A Passivhaushoz képest az Angliában népszerű és a kormány által lobbizott zöld BREEAM szabványnak számos értékelési kritériuma van, amelyeknek gyakran semmi közük az energiafogyasztáshoz: például pontokat lehet szerezni, ha a kivetített épület és a legközelebbi postafiók közötti távolság kisebb mint 500 méter. Ezenkívül a BREEAM nem az elfogyasztott mennyiség csökkentésére, hanem a megújuló forrásokból származó további energia előállítására összpontosít.
Hogyan működik egy Passivhaus építész?
Először is, minimalizálja a falak, tetők, mennyezetek és ajtók hővezető képességét. Másodszor gondoskodik az épület hőszigeteléséről: az összes "hideg hidat" (a hőveszteség területeit, amelyek leggyakrabban az épület szerkezeti elemeinek csatlakozásánál találhatók) nullára kell csökkenteni vagy minimalizálni kell. Ezenkívül már az első tervezési szakaszban az épületet a PHDP (Passive House Design Package) szoftver segítségével modellezik. A brit építészek azonban általában először teljesen felvázolják az épületet, átgondolják az elrendezéseket, és csak ezután adják a mérnököknek az energiafogyasztás kiszámításához. Próbálnak optimalizálni valamit, de a kész projektben a hibák kijavításának valószínűsége rendkívül kicsi. Ezért sokkal hatékonyabb ezen gondolkodni a munka korábbi szakaszaiban, amikor a projekt jelentősen megváltoztatható, ha szükséges, például a melegedés érdekében.
A Passivhaus szabvány legnehezebb dolga az objektum megfelelőségének ellenőrzése, ahol a mutatók nemcsak a tervezőmérnökök számított adatai, hanem valós mérések is egy már épített és működő házban. És pontosan úgy megépíteni, ahogy tervezték, híres fejfájás minden építész számára.
Kik az Architype építészei?
Az Architype egy új típusú építészeti stúdió, amelyet 29 évvel ezelőtt alapítottak, és az évek során irigylésre méltó hírnevet szerzett minőségi, energiatakarékos épületek tervezőjeként. Eredeti megközelítésüket az a vágy diktálja, hogy bevonják az ügyfeleket és a jövőben lakókat a tervezési folyamatba. Tapasztalt módon kifejlesztettek egy csomag technikai megoldást, amelyek javítják az "előállított termék" minőségét.
Az Architype csapata fennállása alatt öt emberről 53 főre nőtt, ennek ellenére sikerült új kreatív megközelítést fenntartani a tervezés terén, beleértve a projektek gyakori elemzését és megvitatását. A társaság éves forgalma 3 millió font évente.
Miért döntött úgy az Architype, hogy Angliában alkalmazza a Passivhaus szabványt?
Körülbelül öt évvel ezelőtt az Architype az Oxford Brooks Egyetemmel, a világ egyik legnagyobb energiatakarékos technológiai kutatóintézetével együttműködve információkat gyűjtött és elemzett az iroda által épített iskolaépületek "teljesítményéről". Ennek eredményeként kiderült, hogy a különféle energiahatékonysági stratégiák ellenére ezek az iskolák hatalmas mennyiségű energiát fogyasztottak, mivel télen ablakokat nyitottak bennük. És abban a pillanatban a Passivhaus szabványnak a brit valósághoz való igazítása érdekelte az Architype-t, mert a mechanikus szellőzésnek és a hőszigetelésnek köszönhetően az e szabvány szerint épített épületek lényegesen kevesebb energiát fogyasztottak és kevesebb CO2-t termeltek. További plusz volt az igazi lehetőség annak megvizsgálására, hogyan „működik” az épület, és hogy mely tervezési megoldások segítenek leginkább az energiahatékonyság javításában.
Sok építész attól tart, hogy a Passivhaus szabvány korlátozza fantáziájukat. De az Architype építészei azzal érvelnek, hogy az általuk létrehozott merev keret váltja ki a teljes kreatív folyamatot a fejükben.
A Passivhaus Architype módszerek alkalmazásával a legutóbbi projektjeik során a formák és részletek radikális egyszerűsítését, a tervezési folyamat optimalizálását és az építészeti felügyeletet is elérték. Úgy sikerül elérniük a kívánt eredményeket, hogy lépésről lépésre átgondolják az egyes megoldásokat, és a gyakorlatban tesztelik azok teljesítményét. Jonathan Hines irodaigazgató szerint az Architype legfontosabb tanulsága a projekt egyszerűsítésének fontosságának felismerése volt, különös tekintettel a strukturális részletekre.
Mivel az épület tipológiája nem volt döntő tényező, az Architype készen állt bármilyen projekten tesztelni a Passivhaus szabványt. Most, hogy ezen a területen tapasztalatokat szereztek, e szabvány elveinek megfelelően terveznek egy egyetemet, egy archív épületet, egy 150 házas falut, egy templomot és több magánházat. Öt évvel ezelőtt azonban szakterületük az iskolaépületek voltak, ezért lettek az első Passivhaus bizonyítóhelyük. Az öt iskola megrendelőjének, a Wolverhampton megyei tanácsnak egyetlen lényeges követelménye az volt, hogy betartsa a nagyon szerény költségvetést.
Az Architype a mai napig befejezte két oktatási intézmény - az Oakmeadow Általános Iskola és a Bushbury Hill Iskola - építését, 2013 novemberében pedig a harmadik - Swillington Általános Iskola befejezése. Mindegyikük elavult és ezért lebontott iskolaépületeket váltott fel, és megjelenésüket a jelenlegi kormányzati kezdeményezésnek köszönhetik. Jonathan Hines azonban úgy véli, hogy a "passzív" iskolák további elterjedése Angliában nagy kérdés, éppen az állami finanszírozás nehézségei miatt. Ezért Architype reméli, hogy az ilyen projektekre nagy lesz a kereslet, például Walesben, ahol a kormányzati finanszírozási rendszer eltér az angoltól.
A "passzív" iskolák építészeti jellemzői
A tervezési folyamat az épület optimális alakjának, szintjeinek, mélységének és tájolásának felkutatásával kezdődött a már említett PHDP dinamikus modellező program segítségével. A kezdeti kutatásokból kiderült, mennyire fontos egy kompakt épület az energiafogyasztás csökkentése érdekében. Az épületfelület minimálisra csökkentése az alapterülethez képest lehetővé tette az energia optimalizálását már a koncepció szakaszában. Mindkét, már felépített iskola számára végül egyszerű téglalap alakú, 2 szintes kötetekből álló kompozíciót választottak egy központi térrel, amely kikapcsolódásként szolgál.
Az épületet úgy tervezték, hogy a napfény bejuthasson az iskola minden helyiségébe, így a mesterséges világítást a lehető legkevesebb mértékben használják. A túlmelegedés lehetőségének csökkentése érdekében a nyári hónapokban a nyugati és keleti fekvésű ablakok számát nullára csökkentették, mivel a kis sugarú napsugarakat mindig nehezebb sötétíteni, ezért az ablakok északra és délre néznek.
Minden helyiség keresztirányú szellőzéssel rendelkezik, amelyet főleg nyáron és szezonon kívül használnak. Ezenkívül a melegebb hónapokban további intézkedésként a központi kikapcsolódás "kéményré" válik, ahol a magasságkülönbségnek és a gravitáció hatásának köszönhetően a meleg levegő felemelkedik és kilép a felső ablakokon keresztül. Télen hővisszanyerő rendszerrel ellátott szellőzést biztosítanak. Mondanom sem kell, hogy azokhoz az iskolákhoz képest, ahol a hideg évszakban ablakokat nyitnak szellőzés céljából, egy ilyen rendszer jelentősen csökkenti a hőveszteséget. Abban különbözik a szokásos rekuperációs rendszertől, hogy a helyiségbe belépő friss levegőt a központi rekreációból származó feldolgozott levegő hője melegíti fel. Ebben a térben a levegőt passzívan melegíti a napsugárzás és a belső hőfelszabadulás, beleértve a mélyedés alatt futó iskolásokat is.
A "passzív" iskolák projektjében nagy figyelmet fordítanak az épület hőszigetelésének és a már említett "hidak hidak" minimalizálásának kérdéseire - ezt a problémát Angliában gyakran elfelejtik. Ezen "hidak" többsége az alapzat területén képződik, mivel az közvetlenül érintkezik a talajjal, és a szerkezeti elemek csatlakozásainál. Az építészek eredeti választ találtak erre a kérdésre, javasolva a tervezőknek, hogy tervezzenek egy teljesen szigetelt és közvetlenül a talajt nem érintő alapot. Kezdetben a brit tervezők - az Architype partnerei kijelentették, hogy ez technikai szempontból lehetetlen, annak ellenére, hogy Németországban és Ausztriában ezt a módszert széles körben használják a "passzív" épületek építésében, de később az Architype-nak sikerült meggyőznie őket minden a régi. Végül ez a megoldás még olcsóbbnak bizonyult, mint egy hagyományos szalagalap, mivel az alkalmazott módszer kevesebb feltárást igényelt. Egy ilyen rendszer bevezetésekor az alapozás területén a "hidak" száma nullára csökkent.
A szerkezeti elemek csatlakozásánál jelentkező "hidak" megszabadulása érdekében az építészek azzal az ötlettel álltak elő, hogy az épületszerkezetet belső és külső részre osztják. A szerkezet teljes belső része teljesen be van burkolva egy hőszigetelő rétegbe, amelyet úgy hívnak, hogy "takaró", és ezért teljesen lezárva. Sőt, az alapozás hőszigetelése szomszédos a falak hőszigetelésével, zárt hurkot hozva létre, amely lehetővé tette a "hideg hidak" problémájának teljes megoldását. Ennek a megoldásnak köszönhetően azonban az előtetőket, a napellenzőket és a hasonló homlokzati elemeket további külső szerkezetekhez kellett rögzíteni, amelyek nem kapcsolódtak a fő kerethez.
Különös figyelmet fordítottak a szerkezeti elemek egyszerűsítésére. A projekt csapatának nagy erőfeszítéseket kellett tennie, hogy egyensúlyt találjon az ablakokon keresztüli hőveszteség és a passzív fűtés szempontjából fontos napsugárzás között, ami végül az épület összes ablakának és ajtójának szigorú ellenőrzéséhez vezetett.
Az iskolák építéséhez felhasznált összes anyag környezetbarát, és többnyire magában Angliában gyártották, ami minimalizálta az anyagszállítás CO2-kibocsátását. Használtunk Warmcell-t is - újrahasznosított újságpapírból készült hőszigetelést.
Az építkezés befejezését követő első másfél hónapban az építészek minden héten (majd kéthetente és havonta egyszer) ellátogattak iskolájukba, hogy figyelemmel kísérjék az összes rendszer működését és megértsék, hogy lakói hogyan érzik magukat az épületben. Az elfogyasztott energia mennyiségének, a CO2-szintnek, a hőmérsékletnek és a páratartalomnak a mérése mellett az Architype felkérte az iskola összes személyzetét, hogy jegyzetelje az épület „működését” és érzését abban. Mindezeket az információkat a vállalkozókkal folytatott megbeszéléseken gyűjtötték és vitatták meg a jövőbeli projektek javítása érdekében.
Így az első iskolai projektek egyikében kiderült, hogy az elfogyasztott primer energia szintje jelentősen meghaladja a normát. Ezt a hőszigetelés nélküli sprinkler szivattyúházban lévő fűtés okozta. Másrészt a monitorozás során az építészek megállapították, hogy a hővisszanyerő szellőztető rendszer figyelmesebbé teszi a gyerekeket az osztályteremben, mivel friss levegőt lélegeznek be.
Mivel az épület tökéletesen szigetelt és hermetikusan lezárt, ezért egy háztartási kazán elég a fűtésére, mivel Angliában általában a lakásokat fűtik, de a tervezés során az iskola műszaki szolgálata felkérte egy második, kiegészítő kazán felszerelését - ami később természetesen, fölöslegesnek bizonyult. Az épületet megvizsgáló bizottság felhívta a figyelmet arra, hogy a hideg idő ellenére mindkét kazán ki volt kapcsolva - mivel az épület belseje fűtés nélkül is kényelmes hőmérsékleten maradt.
Az egy évig tartó megfigyelési időszak alatt az építészek elmondták iskoláik munkatársainak, hogyan kell helyesen használni a világítást, a szellőztetést és más rendszereket egy ilyen szokatlan épületben, sőt illusztrált "felhasználói kézikönyvet" is kiadtak. Architype sok időt töltött azzal is, hogy elmagyarázza a hallgatóknak, miért van szükség energiára, honnan szerezhető be, és ami a legfontosabb, hogyan kell megtakarítani. Az iskolások megengedték, hogy észrevételeket tegyenek a tanároknak, ha például elfelejtették eloltani a villanyt. A gyerekek örültek egy ilyen kilátásnak, ami nem mondható el a tanárokról.
A monitoring év eredményei szerint kiderült, hogy az Architype „passzív” iskolaépületei évente legfeljebb 14-15 kWh / m2-t fogyasztanak, míg ugyanezen építészek korábbi iskolái 40-50 kWh / m2-t fogyasztottak. év; az angliai rendes iskolák azonban évente 100 kWh / m2-t fogyasztanak.
A projekt létrehozásának és megvalósításának teljes folyamatát elemezve arra a következtetésre juthatunk, hogy a siker nagyrészt az egész csapat jól összehangolt munkájának köszönhető: annak a megrendelőnek, akivel az Architype évek óta együttműködik, a kivitelezőnek, az építészeknek és a tervezőknek. Számos találkozó és egyeztetés lehetővé tette, hogy a csapat minden tagja a kezdetektől világosan megértse, mit és miért csinálnak. Hatalmas számú ellenőrzést és tesztet is végeztek, köztük füsttesztet, amely meghatározza az épület tömítettségét.
Az Architype-nak elképesztő eredményeket sikerült elérnie a Passivhaus szabvány használatával, mint tervezési eszköz, és anélkül, hogy további forrásokat költött volna energiahatékony technológiákra (bár általában a Passivhaus épületei elég gyorsan megtérülnek: átlagosan 5-10 év az energiaáraktól függően). Azáltal, hogy munkafolyamatukat arra figyelik, hogy mi és hogyan működik „az épületben”, ezek az építészek a minőségre törekszenek az épület és annak részleteinek egyszerűsítésével, miközben bizonyítják, hogy az energiahatékonyság nem ütközik a szépséggel és az eleganciával. Ahogy Charles Mingus zenész mondta: „Az egyszerűség bonyolítása mindennapos. A bonyolultság egyszerűsítése pedig a kreativitás”: ezt a filozófiát tartja be az Architype műhely.
