Vähesed Suurbritannia arhitektid võivad kiidelda, et kuulavad keskkonnakonsultante, disainereid või nende olemasolevaid projekte. Ja need, kes oma vigadest õpivad ja järgnevates projektides saadud kogemusi kasutavad, tuleks kanda punasesse raamatusse.
Architype, entusiastlike arhitektide uus põlvkond, on ehitanud Suurbritannias esimesed koolid, mis vastavad Saksa Passivhausi standardile. Oma tööga tõestasid nad, et kool võib olla lisaks ilusale hoonele ka hoone, kus on läbimõelduse ja energiatõhususe tõttu mugav õppida.
"Energia on natuke nagu raiskamine: alati on hea, kui seda saab taaskasutada, kuid parem on lihtsalt vähem toota. Samuti energiaga: võite kasutada selle taastuvaid allikaid, päikesepaneele või võite lihtsalt vähem tarbida."
Jonathan Hines, Architype büroo direktor
Mis on Passivhaus Standard?
Meeldetuletuseks on see Passivhaus Instituti väljatöötatud Saksamaa hoonete energiatõhususe standard näitaja madalast energiatarbimisest, mugavusest siseruumis ja objekti arhitektuursest kvaliteedist. Paljud inimesed usuvad täiesti asjata, et see on kohaldatav ainult eluasemele: saksa keelest tõlgituna tähendab „Haus” mitte ainult maja, vaid mis tahes ehitist ja standard sobib igasuguse tüpoloogiaga hoonele. Selle progressiivsust tõendavad numbrid: tavalise Inglismaa kooli energiatarbimine on 100 kWh / m2 aastas ja Passivhausi standardi järgi ehitatud hoone peaks aastas kulutama mitte rohkem kui 15 kWh / m2. Erinevalt teistest standarditest aitab Passivhaus vähendada energiakulu, optimeerides projekteerimisotsuseid - näiteks leida kõige kompaktsem vorm, parim hoone suund jne.
Passivhausi standardit näeb Inglismaal harva, kuna kohalikud energiatõhususe koodeksid töötavad täiesti vastupidiselt. Võrreldes Passivhausiga on Inglismaal populaarsel rohelisel BREEAMi standardil, mida valitsus on lobitanud, arvukalt hindamiskriteeriume, millel pole sageli midagi pistmist energiatarbimisega: näiteks saab punkte, kui projekteeritud hoone ja lähima postkasti vaheline kaugus on väiksem üle 500 meetri. Lisaks pole BREEAM keskendunud mitte tarbitava koguse vähendamisele, vaid taastuvatest energiaallikatest täiendava energia tootmisele.
Kuidas Passivhausi arhitekt töötab?
Esiteks vähendab see seinte, katuste, lagede ja uste soojusjuhtivust. Teiseks hoolitseb ta hoone soojustiheduse eest: kõik "külmasillad" (soojakadude piirkonnad, mis asuvad kõige sagedamini hoone konstruktsioonielementide ühenduskohtades) tuleb viia nulli või viia miinimumini. Lisaks modelleeritakse hoone juba projekti algstaadiumis tarkvara PHDP (Passive House Design Package) abil. Suurbritannia arhitektid üldjuhul aga esitavad hoone kõigepealt täielikult ülevaate, mõtlevad läbi paigutused ja annavad alles siis inseneridele energiatarbimise arvutamiseks. Nad üritavad midagi optimeerida, kuid valmis projekti vigade parandamise tõenäosus on äärmiselt väike. Seetõttu on palju tõhusam sellele mõelda varasemates tööetappides, kui projekti saab vajadusel oluliselt muuta, näiteks sooja hoidmiseks.
Passivhausi standardi kõige keerulisem on objekti vastavuse kontrollimine, kus näitajateks pole mitte ainult projekteerimisinseneride arvutatud andmed, vaid ka reaalsed mõõtmised juba ehitatud ja töötavas majas. Ja ehitada täpselt nii, nagu see oli kavandatud, on kõigile arhitektidele kuulus peavalu.
Kes on Architype'i arhitektid?
Architype on uut tüüpi arhitektuuristuudio, mis asutati 29 aastat tagasi ja on aastate jooksul pälvinud kadestamisväärse maine kvaliteetsete energiatõhusate hoonete projekteerijatena. Nende esialgse lähenemise dikteerib soov kaasata disainiprotsessi kliente ja tulevasi elanikke. Kogenud töötajad on välja töötanud pagasi tehnilisi lahendusi, mis tõstavad "valmistatud toote" kvaliteeti.
Oma eksistentsi jooksul on Architype'i meeskond kasvanud viiest inimesest 53-ni, hoolimata sellest on neil õnnestunud kujundamisel säilitada uus loominguline lähenemine, sealhulgas projektide sagedane analüüs ja arutelu. Ettevõtte aastakäive on 3 miljonit naela aastas.
Miks otsustas Architype rakendada Passivhausi standardit Inglismaal?
Umbes viis aastat tagasi kogus Architype koostöös maailma ühe suurema energiasäästliku tehnoloogia uurimisinstituudiga Oxford Brooksi ülikooliga teavet ja analüüsis seda teavet kontori ehitatud koolimajade "jõudluse" kohta. Selle tulemusena leiti, et hoolimata erinevatest energiatõhususe strateegiatest tarbisid need koolid tohutult energiat, kuna talvel avati neis aknad. Ja sel hetkel pakkus Passivhausi standardi kohandamine Briti tegelikkusele huvi Architype'i vastu, sest tänu mehaanilisele ventilatsioonile ja soojustihedusele tarbisid selle standardi järgi ehitatud hooned oluliselt vähem energiat ja tekitasid vähem CO2. Lisapluss oli reaalne võimalus uurida, kuidas hoone „töötab“ja millised disainilahendused aitavad kõige enam energiatõhusust parandada.
Paljud arhitektid kardavad, et Passivhausi standard piirab nende kujutlusvõimet. Kuid Architype'i arhitektid väidavad, et just nende kehtestatud jäik raamistik käivitab nende peas täieliku loomeprotsessi.
Kasutades oma hiljutistes projektides Passivhaus Architype'i meetodeid, on nad saavutanud kuju ja detailide radikaalse lihtsustamise, optimeerinud disainiprotsessi ja isegi arhitektuurse järelevalve. Neil õnnestub soovitud tulemused saavutada, mõeldes iga lahendus samm-sammult läbi ja katsetades selle toimimist praktikas. Büroojuhi Jonathan Hinesi sõnul oli Architype jaoks kõige olulisem õppetund projekti lihtsustamise tähtsuse mõistmine üldiselt ja eriti struktuursed detailid.
Kuna hoone tüpoloogia polnud otsustav tegur, oli Architype valmis Passivhausi standardit katsetama mis tahes projektis. Nüüd, olles selles valdkonnas kogemusi omandanud, kavandavad nad selle standardi põhimõtete kohaselt ülikooli, arhiivihoone, 150 majaga küla, kiriku ja mitu eramaja. Kuid viis aastat tagasi olid nende spetsialiseerumine koolimajad, mistõttu neist sai nende esimene Passivhausi tõestuspaik. Viie kooli kliendi, Wolverhamptoni maakonna nõukogu ainus märkimisväärne nõue oli kinni pidada väga tagasihoidlikust eelarvest.
Tänaseks on Architype kahe õppeasutuse - Oakmeadowi algkooli ja Bushbury Hilli kooli - ehituse lõpule viinud ning 2013. aasta novembris on valmimas kolmas - Swillingtoni algkool. Kõik nad asendasid vananenud ja seetõttu lammutatud koolihooned ning võlgnevad oma välimuse praegusele valitsuse algatusele. Jonathan Hines usub siiski, et Inglismaal on "passiivsete" koolide edasine levik suur küsimus just nimelt avaliku sektori rahastamise raskuste tõttu. Seetõttu loodab Architype, et sellistele projektidele on suur nõudlus, näiteks Walesis, kus valitsuse rahastamissüsteem erineb ingliskeelsest.
"Passiivsete" koolide arhitektuurilised omadused
Projekteerimisprotsess algas hoone optimaalse kuju, korruste arvu, sügavuse ja orientatsiooni otsimisega juba mainitud dünaamilise modelleerimisprogrammi PHDP abil. Esialgsete uuringute põhjal selgus, kui oluline on kompaktne hoone energiatarbimise vähendamiseks. Ehitise pinna minimeerimine põrandapinna suhtes võimaldas saavutada energia optimeerimise juba idee staadiumis. Mõlemale juba ehitatud koolile valiti lõppkokkuvõttes lihtsate ristkülikukujuliste 2-korruseliste ruumide koosseis keskse ruumiga.
Hoone on kavandatud nii, et päikesevalgus pääseb kõikidesse kooli ruumidesse, nii et kunstlikku valgustust kasutatakse võimalikult vähe. Suvekuudel ülekuumenemise võimaluse vähendamiseks on lääne- ja ida poole suunatud akende arv viidud nulli, kuna väikese nurga alt päikesekiiri on alati raskem tumendada ja seetõttu on aknad suunatud põhja ja lõuna suunas.
Kõigis tubades on ristventilatsioon, mida kasutatakse peamiselt suvel ja väljaspool hooaega. Lisaks muutub soojematel kuudel keskne puhkus lisameetmena "korstnaks", kus tänu kõrguste erinevusele ja gravitatsiooni mõjule tõuseb ja väljub soe õhk ülemistest akendest. Talveks on ette nähtud soojustagastussüsteemiga ventilatsioon. Ütlematagi selge, et võrreldes koolidega, kus külmhooajal avatakse aknad ventilatsiooniks, vähendab selline süsteem oluliselt soojuskadu. See erineb tavapärasest taastesüsteemist selle poolest, et ruumi sisenevat värsket õhku soojendab tsentraalse puhkeõhu töödeldud õhu soojus. Selles ruumis soojendab õhku passiivselt päikesekiirgus ja sisemine soojuse eraldumine, sealhulgas süvendi ajal jooksvate kooliõpilaste õhk.
Palju tähelepanu pööratakse "passiivsete" koolide projektis hoone soojustiheduse ja juba mainitud "külmade sildade" minimeerimise küsimustele - see probleem on Inglismaal sageli unustatud. Enamik neist "sildadest" on moodustatud vundamendi piirkonnas, kuna see on otseses kokkupuutes maapinnaga, ja konstruktsioonielementide ühenduskohtades. Arhitektid leidsid sellele küsimusele originaalse vastuse, tehes projekteerijatele ettepaneku kujundada vundament, mis oleks täielikult isoleeritud ja ei puudutaks otseselt maad. Esialgu kuulutasid Architype'i Briti disainerid - partnerid, et see on tehnilisest vaatepunktist võimatu, hoolimata asjaolust, et Saksamaal ja Austrias kasutatakse seda meetodit "passiivsete" hoonete ehitamisel laialdaselt, kuid hiljem suutis Architype neid veenda kõik on sama. Lõpuks osutus see lahendus isegi odavamaks kui tavaline riba vundament, kuna rakendatud meetod nõudis vähem kaevetöid. Sellise süsteemi juurutamisel vähendati vundamendi piirkonnas "külmade sildade" arvu nulli.
Konstruktsioonielementide ühenduskohtades "külmasildadest" vabanemiseks tulid arhitektid ideele jagada ehituskonstruktsioon sisemiseks ja väliseks osaks. Kogu konstruktsiooni sisemine osa on täielikult ümbritsetud soojusisolatsioonikihiga, mida nimetatakse "tekiks", ja seetõttu on see täielikult suletud. Veelgi enam, vundamendi soojusisolatsioon külgneb seinte soojusisolatsiooniga, luues suletud ahela, mis võimaldas "külmade sildade" probleemi täielikult lahendada. Selle lahenduse tõttu tuli aga varikatused, varikatused ja sarnased fassaadielemendid kinnitada täiendavate väliskonstruktsioonide külge, mis ei olnud põhiraamiga ühendatud.
Erilist tähelepanu pöörati konstruktsioonikomponentide lihtsustamisele. Projekti meeskond pidi palju vaeva nägema, et leida tasakaal akende kaudu tekkiva soojuskao ja päikesekiirguse vahel, mis on oluline passiivse kütte jaoks, mis viis lõpuks kõigi hoone akende ja uste range kontrollini.
Kõik koolide ehitamisel kasutatavad materjalid on keskkonnasõbralikud ja enamasti on need toodetud Inglismaal endal, mis minimeeris materjalide transportimisel tekkivaid CO2 heitmeid. Kasutasime ka Warmcellit - taaskasutatud ajalehepaberist valmistatud soojusisolatsiooni.
Esimese pooleteise kuu jooksul pärast ehituse lõppu külastasid arhitektid igal nädalal (siis - kord kahe nädala ja korra kuus) oma koole, et jälgida kõigi süsteemide toimimist ja mõista, kuidas selle elanikud end hoones tunnevad.. Lisaks tarbitud energia hulga, CO2 taseme, temperatuuri ja õhuniiskuse mõõtmisele palus Architype kõigil kooli töötajatel teha märkmeid selle kohta, kuidas hoone „töötab“ja kuidas nad end selles tunnevad. Kogu see teave koguti ja arutati kohtumistel töövõtjatega, et tulevasi projekte paremaks muuta.
Nii avastati ühes esimeses kooliprojektis, et tarbitud primaarenergia tase ületab oluliselt normi. Selle põhjustas küttesegu olemasolu sprinklerpumba ruumis, mis ei olnud soojusisolatsiooniga. Teisalt leidsid arhitektid seire käigus, et soojustagastusega ventilatsioonisüsteem muudab lapsed klassiruumis tähelepanelikumaks, kuna nad hingavad värsket õhku.
Kuna hoone on ideaalselt soojustatud ja hermeetiliselt suletud, piisab selle soojendamiseks ühest kodukatlast, kuna Inglismaal köetakse kortereid tavaliselt, kuid projekteerimise käigus palus kooli tehniline teenistus paigaldada teine, täiendav boiler - mis hiljem muidugi, osutus üleliigseks. Hoonet kontrollinud komisjon juhtis tähelepanu asjaolule, et vaatamata külmale ilmale olid mõlemad katlad välja lülitatud - kuna ka hoone siseruumides püsis kütteta mugav temperatuur.
Kogu aasta vältel kestnud seireperioodi jooksul rääkisid arhitektid oma koolide töötajatele, kuidas sellises ebatavalises hoones valgustust, ventilatsiooni ja muid süsteeme õigesti kasutada, ning avaldasid isegi illustreeritud "kasutusjuhendi". Architype veetis palju aega ka õpilastele, miks energiat on vaja, kust seda saada ja mis kõige tähtsam, kuidas seda säästa. Samuti lubati koolilastel õpetajatele kommentaare teha, kui nad näiteks unustasid valguse kustutada. Lapsed olid sellise väljavaate üle rõõmsad, mida ei saa öelda õpetajate kohta.
Seireaasta tulemuste kohaselt leiti, et Architype'i "passiivsed" koolihooned tarbivad tegelikult mitte rohkem kui 14-15 kWh / m2 aastas, samas kui varasemad samade arhitektide koolid tarbisid 40-50 kWh / m2 aasta; Inglismaa tavalised koolid tarbivad aga aastas 100 kWh / m2.
Analüüsides kogu projekti loomise ja elluviimise protsessi, võime järeldada, et edu taga on suuresti kogu meeskonna hästi kooskõlastatud töö: klient, kellega Architype on aastaid koostööd teinud, töövõtja, arhitektid ja disainerid. Arvukad koosolekud ja läbirääkimised võimaldasid kõigil meeskonnaliikmetel juba algusest peale selgelt mõista, mida ja miks tehakse. Samuti on läbi viidud tohutu arv kontrolle ja katseid, sealhulgas suitsutesti, mis määrab hoone tiheduse.
Architype on suutnud saavutada hämmastavaid tulemusi, kasutades disainivahendina Passivhausi standardit ja kulutamata täiendavaid vahendeid energiatõhusatele tehnoloogiatele (kuigi tavaliselt maksavad Passivhausi hooned end üsna kiiresti ära: keskmiselt 5–10 aastat sõltuvalt energiahinnast). Lähtudes oma töövoo jälgimisest, mis ja kuidas hoones “töötab”, püüdlevad need arhitektid kvaliteedi poole, lihtsustades hoonet ennast ja selle detaile, tõestades samas, et energiatõhusus pole vastuolus ilu ja elegantsiga. Nagu ütles muusik Charles Mingus: „Lihtsuse komplitseerimine on tavaline nähtus. Ja keerukuse lihtsustamine on loovus”: seda filosoofiat järgib Architype'i töötuba.
