Jen málo architektů ve Velké Británii se může pochlubit tím, že poslouchají environmentální konzultanty, designéry nebo obyvatele jejich stávajících projektů. A ti, kteří se poučí ze svých chyb a využijí zkušenosti získané v následujících projektech, by měli být zahrnuti do Červené knihy.
Architype, nová generace nadšených architektů, postavila první školy ve Velké Británii, které splňují německý standard Passivhaus. Svou prací dokázali, že škola může být nejen krásnou budovou, ale také budovou, kde se díky promyšlenosti a energetické efektivitě pohodlně studuje.
"Energie je trochu jako odpad: vždy je dobré, když ji lze recyklovat, ale je lepší vyrábět méně." Také s energií: můžete využít její obnovitelné zdroje, solární panely nebo ji můžete jen tak spotřebovat méně. ““
Jonathan Hines, ředitel kanceláře Architype
Co je Passivhaus Standard?
Připomínáme, že tento německý standard energetické účinnosti v budovách, vyvinutý společností Passivhaus Institut, je ukazatelem nízké spotřeby energie, pohodlí ve vnitřním prostoru a architektonické kvality objektu. Mnoho lidí zcela marně věří, že je použitelné pouze na bydlení: přeloženo z němčiny „Dům“znamená nejen dům, ale jakoukoli strukturu a standard je vhodný pro budovu jakékoli typologie. O její progresivitě svědčí čísla: standardní spotřeba energie běžné anglické školy je 100 kWh / m2 za rok a budova postavená podle normy Passivhaus by neměla spotřebovat více než 15 kWh / m2 za rok. Na rozdíl od jiných standardů pomáhá Passivhaus snižovat spotřebu energie optimalizací návrhových rozhodnutí - například hledání nejkompaktnější podoby, nejlepší orientace budovy atd.
Standard Passivhaus je v Anglii zřídka viděn, protože místní kódy energetické účinnosti fungují zcela opačně. Ve srovnání s Passivhausem má populární zelený standard BREEAM v Anglii, který lobuje vláda, řadu hodnotících kritérií, která často nemají nic společného se spotřebou energie: lze například získat body, pokud je vzdálenost mezi projektovanou budovou a nejbližší poštovní schránkou než 500 metrů. Kromě toho se BREEAM nezaměřuje na snižování spotřebovaného množství, ale na výrobu další energie z obnovitelných zdrojů.
Jak funguje architekt Passivhaus?
Nejprve minimalizuje tepelnou vodivost stěn, střech, stropů a dveří. Zadruhé se stará o tepelnou těsnost budovy: všechny „studené mosty“(oblasti tepelných ztrát, které se nejčastěji vyskytují ve spojích konstrukčních prvků budovy) musí být sníženy na nulu nebo minimalizovány. Kromě toho je budova již v počáteční fázi návrhu modelována pomocí softwaru PHDP (Passive House Design Package). Britští architekti však obvykle nejprve budovu úplně načrtnou, zamyslí se nad dispozicemi a až poté ji předají inženýrům, aby vypočítali spotřebu energie. Snaží se něco optimalizovat, ale pravděpodobnost opravy chyb v hotovém projektu je extrémně malá. Je proto mnohem efektivnější o tom přemýšlet v dřívějších fázích práce, kdy lze projekt v případě potřeby významně změnit, například zahřát.
Nejtěžší věcí ve standardu Passivhaus je kontrola shody objektu, kde indikátory jsou nejen vypočítaná data konstruktérů, ale také skutečná měření v již postavené a fungující budově. A stavět přesně tak, jak bylo navrženo, je slavná bolest hlavy pro všechny architekty.
Kdo jsou architekti Architype?
Architype je nový typ architektonického studia, které bylo založeno před 29 lety a v průběhu let si získalo záviděníhodnou reputaci jako návrháři kvalitních energeticky efektivních budov. Jejich originální přístup je dán touhou zapojit do procesu návrhu zákazníky a budoucí obyvatele. Zkušení vyvinuli řadu technických řešení, která zvyšují kvalitu „vyrobeného produktu“.
Během své existence se tým Architype rozrostl z pěti na 53 lidí, přesto si dokázali zachovat nový kreativní přístup k designu, včetně časté analýzy a diskuse o projektech. Roční obrat společnosti je 3 miliony liber ročně.
Proč se Architype rozhodl použít v Anglii standard Passivhaus?
Asi před pěti lety Architype ve spolupráci s Oxford Brooks University, jedním z největších světových institutů pro výzkum energeticky účinných technologií, shromáždil a analyzoval informace o „výkonu“školních budov postavených kanceláří. Výsledkem bylo zjištění, že navzdory různým strategiím energetické účinnosti tyto školy spotřebovaly enormní množství energie, protože v nich byla během zimy otevírána okna. A v tu chvíli se přizpůsobení standardu Passivhaus britským realitám zajímalo o Architype, protože díky mechanické ventilaci a tepelné těsnosti budovy postavené podle této normy spotřebovaly podstatně méně energie a generovaly méně CO2. Dalším plusem byla skutečná příležitost studovat, jak budova „funguje“a která konstrukční řešení pomáhají nejvíce zlepšit energetickou účinnost.
Mnoho architektů se obává, že standard Passivhaus omezí jejich představivost. Architekti Architype však tvrdí, že je to rigidní rámec, který nastavují, a spouští celý tvůrčí proces v jejich hlavách.
Použitím metod Passivhaus Architype ve svých nedávných projektech dosáhli radikálního zjednodušení tvarů a detailů, optimalizovali proces návrhu a dokonce i architektonický dohled. Podaří se jim dosáhnout požadovaných výsledků promyšlením jednotlivých řešení krok za krokem a testováním jejich výkonu v praxi. Podle ředitele kanceláře Jonathana Hinese bylo pro Architype nejdůležitější lekcí uvědomění si důležitosti zjednodušení projektu obecně a konkrétně strukturálních detailů.
Protože typologie budovy nebyla rozhodujícím faktorem, byli Architype připraveni otestovat standard Passivhaus na jakémkoli projektu. Po získání zkušeností v této oblasti navrhují podle zásad této normy univerzitu, budovu archivu, vesnici se 150 domy, kostel a několik soukromých domů. Před pěti lety se však jejich specializací byly školní budovy, a proto se staly jejich první zkušebnou Passivhaus. Jediným významným požadavkem klienta pěti škol, rady hrabství Wolverhampton, bylo dodržet velmi skromný rozpočet.
Architype k dnešnímu dni zcela dokončila výstavbu dvou vzdělávacích institucí - základní školy Oakmeadow Elementary School a Bushbury Hill School a v listopadu 2013 se dokončuje třetí - Swillingtonská základní škola. Všechny nahradily zastaralé, a proto zbořily školní budovy, a za svůj vzhled vděčí současné vládní iniciativě. Jonathan Hines se však domnívá, že další šíření „pasivních“škol v Anglii je velkou otázkou právě kvůli problémům s veřejným financováním. Architype proto doufá, že takové projekty budou velmi žádané, například ve Walesu, kde se vládní systém financování liší od anglického.
Architektonické prvky „pasivních“škol
Proces návrhu začal hledáním optimálního tvaru, počtu podlaží, hloubky a orientace budovy pomocí již zmíněného programu dynamického modelování PHDP. Z počátečního výzkumu vyšlo najevo, jak důležité je kompaktní budova pro snížení spotřeby energie. Minimalizace plochy budovy ve vztahu k podlahové ploše umožnila dosáhnout energetické optimalizace již ve fázi koncepce. Pro obě již postavené školy byla nakonec zvolena kompozice jednoduchých obdélníkových dvoupodlažních svazků s centrálním prostorem sloužícím k rekreaci.
Budova byla navržena tak, aby umožňovala slunečnímu záření vstupovat do všech školních prostor, aby bylo co nejméně využíváno umělé osvětlení. Aby se snížila možnost přehřátí v letních měsících, počet západně a východně orientovaných oken byl snížen na nulu, protože sluneční paprsky z malého úhlu jsou vždy obtížněji ztmavitelné, a proto okna směřují na sever a na jih.
Všechny pokoje mají příčné větrání, které se používá hlavně v létě a mimo sezónu. Během teplejších měsíců se navíc jako další opatření centrální rekreace změní na „komín“, kde díky výškovému rozdílu a působení gravitace stoupá a vychází z horních oken teplý vzduch. Na zimu je zajištěno větrání se systémem zpětného získávání tepla. Není nutné říkat, že ve srovnání se školami, kde jsou v chladném období okna otevřena pro ventilaci, takový systém výrazně snižuje tepelné ztráty. Od standardního rekuperačního systému se liší tím, že čerstvý vzduch vstupující do místnosti je ohříván teplem ze zpracovaného vzduchu z centrální rekreace. V tomto prostoru je vzduch pasivně ohříván slunečním zářením a vnitřním uvolňováním tepla, a to i od školáků běžících během přestávky.
Velká pozornost je v projektu „pasivních“škol věnována otázkám tepelné těsnosti budovy a minimalizaci již zmíněných „studených mostů“- problém, na který se v Anglii často zapomíná. Většina z těchto „mostů“je vytvořena v oblasti základu, protože je v přímém kontaktu se zemí, a ve spojích konstrukčních prvků. Architekti našli originální odpověď na tuto otázku a navrhli návrhářům navrhnout základnu, která by byla zcela izolovaná a nedotýkala by se přímo země. Zpočátku britští designéři - partneři Architype prohlásili, že je to z technického hlediska nemožné, a to navzdory skutečnosti, že v Německu a Rakousku je tato metoda široce používána při stavbě „pasivních“budov, ale později se jim Architype podařilo přesvědčit pořád to samé. Nakonec se ukázalo, že toto řešení je ještě levnější než běžný pásový základ, protože použitá metoda vyžadovala menší hloubení. Při zavedení takového systému se počet „studených mostů“v oblasti základny snížil na nulu.
Aby se architekti zbavili „studených mostů“ve spojích konstrukčních prvků, přišli s nápadem rozdělit stavební konstrukci na vnitřní a vnější část. Celá vnitřní část konstrukce je zcela obalena vrstvou tepelné izolace, která se nazývá „deka“, a proto je zcela utěsněna. Navíc tepelná izolace základu navazuje na tepelnou izolaci stěn a vytváří uzavřenou smyčku, která umožnila zcela vyřešit problém „studených mostů“. Díky tomuto řešení však musely být přístřešky, markýzy a podobné prvky fasády připevněny k dalším vnějším konstrukcím, které nebyly spojeny s hlavním rámem.
Zvláštní pozornost byla věnována zjednodušení konstrukčních prvků. Projektový tým musel vynaložit velké úsilí, aby našel rovnováhu mezi tepelnými ztrátami okny a slunečním zářením, což je důležité pro pasivní vytápění, což nakonec vedlo k přísné kontrole všech oken a dveří v budově.
Všechny materiály použité při stavbě škol jsou šetrné k životnímu prostředí a byly z velké části vyrobeny v samotné Anglii, což minimalizovalo emise CO2 z přepravy materiálů. Použili jsme také Warmcell - tepelnou izolaci vyrobenou z recyklovaného novinového papíru.
V prvním měsíci a půl po dokončení stavby architekti navštěvovali své školy každý týden (poté - jednou za dva týdny a jednou za měsíc), aby sledovali fungování všech systémů a pochopili, jak se jeho obyvatelé cítí v budově. Kromě měření množství spotřebované energie, úrovně CO2, teploty a vlhkosti požádal Architype všechny zaměstnance školy, aby si udělali poznámky o tom, jak budova „funguje“a jak se v ní cítí. Všechny tyto informace byly shromážděny a projednány na setkáních s dodavateli, aby se zlepšily budoucí projekty.
V jednom z prvních školních projektů tak bylo zjištěno, že úroveň spotřebované primární energie výrazně překračuje normu. To bylo způsobeno přítomností topení v místnosti čerpadla postřikovače, která nebyla tepelně izolována. Na druhé straně architekti v průběhu monitorování zjistili, že díky ventilačnímu systému s rekuperací tepla jsou děti ve třídě pozornější, protože dýchají čerstvý vzduch.
Vzhledem k tomu, že budova je dokonale izolovaná a hermeticky uzavřená, stačí k jejímu vytápění jeden domácí kotel, protože v Anglii se byty obvykle vytápějí, ale během návrhu školní technická služba požádala o instalaci druhého, dalšího kotle - což samozřejmě později, se ukázalo jako nadbytečné. Komise, která budovu zkontrolovala, upozornila na skutečnost, že i přes chladné počasí byly oba kotle vypnuty - protože i bez vytápění zůstal vnitřek budovy na příjemné teplotě.
Během monitorovacího období, které trvalo rok, architekti řekli zaměstnancům svých škol, jak správně používat osvětlení, ventilaci a další systémy v tak neobvyklé budově, a dokonce vydali ilustrovaný „uživatelský manuál“. Architype také strávil spoustu času vysvětlováním studentům, proč je energie potřeba, kde ji získat a co je nejdůležitější, jak ji ušetřit. Školákům bylo také dovoleno učitele komentovat, pokud například zapomněli zhasnout světlo. Děti byly s takovou vyhlídkou potěšeny, což se o učitelích říct nedá.
Podle výsledků monitorovacího roku bylo zjištěno, že „pasivní“školní budovy Architype ve skutečnosti nespotřebovávají více než 14-15 kWh / m2 ročně, zatímco dřívější školy stejných architektů spotřebovaly 40-50 kWh / m2 na rok rok; běžné anglické školy však spotřebují 100 kWh / m2 ročně.
Při analýze celého procesu vytváření a realizace projektu můžeme dojít k závěru, že úspěch je do značné míry způsoben dobře koordinovanou prací celého týmu: zákazníka, se kterým Architype spolupracuje již mnoho let, dodavatele, architekty a designéry. Četná setkání a jednání umožnila všem členům týmu od samého začátku jasně pochopit, co se dělá a proč. Bylo také provedeno obrovské množství inspekcí a zkoušek, včetně kouřové zkoušky, která určuje těsnost budovy.
Architype se podařilo dosáhnout úžasných výsledků pomocí standardu Passivhaus jako návrhového nástroje a bez utrácení dalších prostředků za energeticky účinné technologie (i když se budovy Passivhaus obvykle vyplácejí poměrně rychle: v průměru 5-10 let v závislosti na cenách energie). Tím, že založili svůj pracovní postup na pozorování toho, co a jak „funguje“v budově, usilují tito architekti o kvalitu tím, že zjednodušují samotnou budovu a její detaily, a zároveň dokazují, že energetická účinnost není v rozporu s krásou a elegancí. Jak řekl hudebník Charles Mingus: „Komplikovaná jednoduchost je samozřejmostí. A zjednodušení složitosti je kreativita “: to je filozofie, které se workshop Architype drží.
