ARCHITEKTURA ZRÓWNOWAŻONA: GENEZA, ZASADY, ZASTOSOWANIA, MATERIAŁY - ŚRODOWISKO - 2025

Zrównoważona architektura jest stosowanie zasad zrównoważonego rozwoju do projektowania, budowy i eksploatacji budynków. Jego głównym celem jest poszukiwanie efektywności energetycznej i ogólnie niewielkiego wpływu na środowisko.

Aby osiągnąć zrównoważony rozwój, bierze się pod uwagę pięć czynników (ekosystem, energia, rodzaj materiałów, odpady i mobilność). Z drugiej strony dąży do oszczędności zasobów i zaprojektowania projektu według użytkownika.

Dom słoneczny w Montrealu (Kanada). Źródło: Benoit Rochon

Biorąc pod uwagę te czynniki i zasady, uzyskuje się większą efektywność energetyczną przez cały cykl życia budynku. Efektywność tę osiąga się na poziomie projektowania, budowy, użytkowania i eksploatacji.

Zrównoważona architektura dąży do zmniejszenia zużycia energii nieodnawialnej i maksymalizacji wykorzystania energii odnawialnej. W tym sensie promuje się stosowanie systemów czystej energii, takich jak energia słoneczna, wiatrowa, geotermalna i hydroelektryczna.

Podobnie dąży do efektywnego wykorzystania wody, wykorzystując wodę deszczową i recykling szarej wody. Z drugiej strony istotna jest relacja ze środowiskiem naturalnym, dlatego powszechne jest stosowanie dachów zielonych.

Kolejnym ważnym aspektem jest gospodarka odpadami w oparciu o zasadę trzech R ekologii (redukcja, ponowne użycie i recykling). Ponadto zrównoważona architektura kładzie nacisk na wykorzystanie materiałów z odnawialnych lub pochodzących z recyklingu zasobów naturalnych.

Obecnie konstrukcje, które są projektowane, budowane i zarządzane zgodnie z kryteriami zrównoważonego rozwoju, są coraz powszechniejsze. W tym sensie istnieją organizacje, które przyznają certyfikaty zrównoważonych budynków, takie jak certyfikacja LEED.

Niektóre przykłady zrównoważonych budynków to Torre Reforma (Meksyk), budynek Transoceánica (Chile) i spółdzielnia Arroyo Bonodal (Hiszpania).

Pochodzenie

Koncepcja architektury zrównoważonej opiera się na koncepcji zrównoważonego rozwoju promowanej w raporcie Brundtlanda (premiera Norwegii) z 1982 roku.

Później, podczas 42. sesji Organizacji Narodów Zjednoczonych (1987), dokument Nasza wspólna przyszłość zawierał koncepcję zrównoważonego rozwoju.

W ten sposób zrównoważony rozwój rozumiany jest jako zdolność do zaspokojenia potrzeb obecnego pokolenia bez narażania potrzeb przyszłych pokoleń.

W 1993 roku Międzynarodowa Unia Architektów oficjalnie uznała zasadę zrównoważonego rozwoju lub zrównoważonego rozwoju w architekturze. Następnie w 1998 roku School of Architecture and Urban Planning na University of Michigan zaproponowała zasady zrównoważonej architektury.

Później, w 2005 roku, w mieście Montería (Kolumbia) odbyło się pierwsze seminarium poświęcone architekturze zrównoważonej, zrównoważonej i bioklimatycznej.

Zasady architektury zrównoważonej

Domy z panelami słonecznymi we Freiburgu (Niemcy). Źródło: Arnold Plesse

-Część zrównoważonego rozwoju

Zrównoważony rozwój w architekturze opiera się na ogólnych zasadach zrównoważonego rozwoju. Zrównoważony charakter wynika z potrzeby ograniczenia negatywnego wpływu procesu budowlanego i budynku na środowisko.

W tym sensie oszacowano, że budynki pochłaniają około 60% materiałów wydobywanych z ziemi. Ponadto bezpośrednio lub pośrednio odpowiadają za prawie 50% emisji CO2.

-Czynniki do rozważenia

Podczas kongresu w Chicago w 1993 roku Międzynarodowa Unia Architektów uznała, że ​​zrównoważony rozwój w architekturze powinien uwzględniać pięć czynników. To ekosystem, energie, typologia materiałów, odpady i mobilność.

-Zasady zrównoważonej architektury

Czynniki architektury zrównoważonej są związane z trzema zasadami ustanowionymi w 1998 roku w School of Architecture and Urban Planning na University of Michigan. Oni są:

Gospodarka zasobowa

Odnosi się do zastosowania trzech R ekologii (redukcja odpadów, ponowne wykorzystanie i recykling). W ten sposób efektywnie wykorzystuje się zasoby naturalne użyte w budynku, takie jak energia, woda i materiały.

Projekt cyklu życia

Zasada ta generuje metodologię analizy procesów budowlanych i ich wpływu na środowisko. Musi być stosowany począwszy od fazy przedkonstrukcyjnej (projekt projektowy), poprzez proces budowy i eksploatacji budynku.

Dlatego zrównoważony rozwój musi przejawiać się na wszystkich etapach cyklu życia budynku (projekt, budowa, eksploatacja, konserwacja i rozbiórka).

Projekt w relacji do użytkownika

Projekty zrównoważonej architektury muszą promować interakcję ludzi i przyrody. W tym celu brane jest pod uwagę zachowanie warunków naturalnych zgodnie z urbanistyką.

Ponadto należy sprzyjać jakości życia użytkowników, dlatego budynek należy myśleć w kategoriach tworzenia zrównoważonych społeczności. Dlatego musi spełniać następujące wymagania:

1. Wydajne zużycie energii.
2. Wydajnie korzystaj z innych zasobów, zwłaszcza wody.
3. Uważano, że tworzą solidne i samowystarczalne społeczności o mieszanym przeznaczeniu.
4. Mają długi okres użytkowania.
5. Zaplanuj, aby zapewnić elastyczność stylu życia i własności.
6. Być zaprojektowane tak, aby maksymalizować recykling.
7. Bądź zdrów.
8. Być zaprojektowane tak, aby dostosować się do zasad ekologicznych.

Aplikacje

Recykling odpadów. Źródło: Jorge Czajkowski Zrównoważona architektura skupia się na osiągnięciu miejskiego środowiska sprzyjającego dobrobytowi społecznemu, bezpieczeństwu, dobrobytowi gospodarczemu i spójności społecznej w harmonii ze środowiskiem. W tym sensie jej głównym zakresem zastosowania są budynki mieszkalne, zarówno mieszkalne, jak i do pracy.

Dlatego architektura zrównoważona dotyczy głównie projektowania i budowy budynków mieszkalnych, budynków dla czystych firm oraz ośrodków edukacyjnych lub ośrodków zdrowia.
W tym kontekście zasady zrównoważonego rozwoju zastosowane w architekturze wyrażone są w:

-Harmonia z otaczającym ekosystemem i ogólnie biosferą

Zakłada się, że zarówno proces budowlany, jak i eksploatacja budynku powinny powodować jak najmniejszy negatywny wpływ na środowisko. W tym celu budynek i jego system wsparcia (świadczenie usług, ciągi komunikacyjne) muszą być jak najlepiej zintegrowane ze środowiskiem naturalnym.

W tym sensie ważne jest promowanie związku z naturą, dlatego w projekcie istotne znaczenie mają tereny zielone (ogrody, zielone dachy).

-Oszczędność energii i wydajność

Zrównoważona architektura stara się maksymalnie zmniejszyć zużycie energii, a nawet sprawić, by budynek wytwarzał własną energię.

Zmniejszenie zużycia energii

Nacisk kładziony jest na systemy klimatyzacji, które zużywają duże ilości energii, a tym samym zmniejszają wpływ budynku na środowisko.

W tym celu brany jest pod uwagę projekt, użycie odpowiednich materiałów i orientacja budynku. W tym drugim przypadku bardzo ważna jest orientacja względem biegu słońca na niebie i schemat krążenia wiatru.

W przypadku obniżenia temperatury budynku niezbędna jest wentylacja, a odpowiednia izolacja jest ważna dla efektywnego ogrzewania. Na przykład duże okna można wykorzystać do wykorzystania naturalnego światła i ogrzania budynku.

Jednak szkło jest słabym izolatorem termicznym, dlatego konieczne jest ograniczenie strat ciepła przez szkło. W tym celu alternatywą jest zastosowanie hermetycznego podwójnego oszklenia.

Alternatywne wytwarzanie energii

Innym aspektem, który bierze pod uwagę zrównoważona architektura, jest włączenie, produkcja lub wykorzystanie alternatywnych energii (słonecznych, wiatrowych lub geotermalnych). Energię słoneczną można wykorzystać między innymi do ogrzewania budynku, wody lub wytwarzania energii elektrycznej za pomocą paneli słonecznych.

Energię geotermalną (ciepło z wnętrza ziemi) można również wykorzystać do ogrzewania budynków. Podobnie, systemy wiatrowe (energia generowana przez siłę wiatru) mogą być włączone do dostarczania energii elektrycznej.

-Zastosowanie materiałów odnawialnych o niewielkim wpływie na środowisko

Zrównoważony charakter architektury zaczyna się nawet od pochodzenia i form produkcji materiałów używanych w budownictwie. Dlatego wykorzystanie materiałów z paliw kopalnych, takich jak tworzywa sztuczne (z wyjątkiem recyklingu), należy wyrzucić lub ograniczyć.

Z drugiej strony drewno musi być plantacją i nie naruszać naturalnych lasów.

-Efektywne wykorzystanie wody

Zrównoważona architektura sprzyja efektywnemu wykorzystaniu wody zarówno w budowie, jak i podczas eksploatacji budynku. W tym celu istnieją różne alternatywy, takie jak wychwytywanie i magazynowanie wody deszczowej.

Ponadto możliwe jest oczyszczanie ścieków za pomocą energii słonecznej lub instalowanie systemów ponownego wykorzystania szarej wody.

-Zielona architektura

Inną podstawową zasadą jest uwzględnienie natury w projekcie, dlatego uwzględniono ogrody wewnętrzne i zewnętrzne oraz zielone dachy.

Wśród zalet włączenia tych elementów jest wykorzystanie wód opadowych, łagodzenie ich wpływu na konstrukcję i spływ.

Podobnie rośliny oczyszczają powietrze, wychwytują CO2 z otoczenia (łagodząc efekt cieplarniany) i przyczyniają się do wyciszenia budynku. Z drugiej strony, wzajemne powiązanie struktura-roślina ma efekt estetyczny i korzystny wpływ psychologiczny.

-Produkcja i gospodarka odpadami

Gospodarowanie odpadami jest brane pod uwagę w procesie budowy, gdy powstają odpady o dużym wpływie na środowisko. Dlatego stara się efektywnie wykorzystywać materiały, wytwarzać mniej odpadów i ponownie wykorzystywać lub poddawać recyklingowi te wyprodukowane.

Następnie musi istnieć odpowiedni system zarządzania odpadami wytwarzanymi przez jego mieszkańców. Inne aspekty mogą obejmować sortowanie odpadów do celów recyklingu i ponownego wykorzystania, kompostowanie odpadów organicznych do ogrodów.

Ekologiczne materiały budowlane

Materiały użyte do projektowania i budowy z podejściem do architektury zrównoważonej powinny mieć niewielki wpływ na środowisko. Dlatego należy wyrzucić materiały, których uzyskanie mogłoby spowodować szkody w środowisku.

Na przykład budynku z wnętrzami pokrytymi drewnem pochodzącym z wylesiania w Amazonii nie można uznać za zrównoważony ani ekologiczny.

-Tradycyjne materiały

Drewno

Użyte drewno musi pochodzić z plantacji, a nie z lasów naturalnych i musi posiadać odpowiednią certyfikację. Materiał ten pozwala na stworzenie ciepłego i przyjemnego środowiska i jest zasobem odnawialnym, który pomaga zmniejszyć efekt cieplarniany.

Adobe lub surowa ziemia

Ten materiał jest mało obciążający i energooszczędny, a dzięki innowacjom technologicznym dostępne są ulepszone opcje. W ten sposób można otrzymać odpowiednie mieszanki do różnych zastosowań.

-Recykling i biodegradowalne materiały

Istnieją różne opcje, takie jak między innymi plastikowe lub szklane butelki, kryształy, odpady roślinne. W ten sposób z pozostałości po zbiorach sorgo, trzciny cukrowej i pszenicy opracowano imitacje drewna.

Podobnie bardzo mocne cegły są budowane z odpadów wydobywczych i płytek z łupin orzechów kokosowych. Możliwe jest również budowanie paneli o funkcjonalnej konstrukcji z plastikowych butelek PET do dźwiękoszczelnych środowisk.

Inną opcją są panele wykonane z przetworzonego tworzywa sztucznego, które są wbudowane w cegły, aby były bardziej odporne. W ten sam sposób materiały pochodzące z odpadów budowlanych lub z rozbiórki, takie jak drzwi, rury, okna, można poddać recyklingowi.

Kruszony mur może być użyty jako podkład lub obudowa studni. Z drugiej strony można zastosować metale z recyklingu lub biodegradowalne farby na bazie białka mleka, wapna, gliny i pigmentów mineralnych.

Płytki

Płytki to dekoracyjne elementy konstrukcyjne, które są używane zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz. Można zastosować różne alternatywne płytki wykonane w całości ze szkła pochodzącego z recyklingu, takie jak Crush. Inne zawierają różne odpady, takie jak resztki toalet, płytki lub pył granitowy.

Płytki lub wykładzina podłogowa

Istnieją różne produkty, takie jak kostka brukowa, płytki lub parkiet, wykonane z materiałów pochodzących z recyklingu. Na przykład można dostać kostkę brukową i parkiet wykonane z przetworzonych opon i plastiku w połączeniu z innymi elementami.

Bloki

Istnieje kilka propozycji bloków zawierających materiały pochodzące z recyklingu, takie jak Blox. Materiał ten zawiera 65% celulozy pochodzącej z makulatury lub szlamu z przemysłu papierniczego.

Panele i deski

Panele mogą być zbudowane z aglomerujących resztek pożniwnych lub słomy, jak Panel Caf. Możliwe jest również ich wytwarzanie z włókien drzewnych związanych żywicą (płyty DM) lub z odzyskanego polietylenu.

Przykłady budynków o architekturze zrównoważonej

Torre Reforma i Torre Mayor (Mexico City, Meksyk). Źródło: Carlos Valenzuela Obecnie na całym świecie istnieje już wiele przykładów zrównoważonych budynków, wśród których mamy następujące istotne przykłady.

Torre Reforma (Meksyk)

Budynek ten znajduje się przy Paseo Reforma w Mexico City, a jego budowa zakończyła się w 2016 roku. Jest to jeden z najwyższych budynków w Meksyku o wysokości 246 m, który posiada międzynarodowy certyfikat LEED potwierdzający, że jest to budynek zrównoważony.

Między innymi na etapie budowy zadbano o jak najmniejszy negatywny wpływ na społeczność na tym terenie. W tym celu na każdej zmianie zatrudnionych było tylko 50 pracowników i dysponował systemem nawadniania, który ograniczał powstawanie pyłu.

Z drugiej strony generuje część zużywanej energii za pośrednictwem ogniw słonecznych i systemu elektrowni wiatrowych zlokalizowanych na szczycie budynku. Podobnie energia hydroelektryczna jest wytwarzana przez małe wodospady, które umożliwiają dostarczanie energii elektrycznej do maszyn na niższych kondygnacjach.

Ponadto budynek zużywa 55% mniej wody niż inne podobne budynki ze względu na system recyklingu szarej wody (zrzut z toalet i pryszniców). Podobnie, na czterech piętrach znajdują się zagospodarowane przestrzenie, które tworzą przyjemne środowisko i generują oszczędności w klimatyzacji.

Ogrody Torre Reforma są podlewane wodą deszczową zbieraną i przechowywaną w tym celu. Inną ekologiczną cechą jest bardzo wydajny system klimatyzacji.

Jeśli chodzi o zarządzanie światłem, w zestawie znajdują się okna z podwójnymi szybami, które zapewniają odpowiednie oświetlenie i gwarantują lepszą izolację. Dodatkowo posiada automatyczny system z czujnikami, który wyłącza światło w pustych przestrzeniach lub tam, gdzie naturalne światło jest wystarczające.

Budynek Transoceanic (Chile)

Budynek ten znajduje się w Vitacura (Santiago de Chile) i został ukończony w 2010 roku. Posiada międzynarodowy certyfikat LEED jako budynek zrównoważony, ponieważ obejmuje różne systemy oszczędzania energii.

Dzięki temu posiada system generowania energii geotermalnej do klimatyzacji budynku. Z drugiej strony ma wbudowany system efektywności energetycznej, który pozwala na 70% oszczędność energii w porównaniu z tradycyjnym budynkiem.

Ponadto został zorientowany na wykorzystanie energii słonecznej i zagwarantowanie widoku zewnętrznego ze wszystkich swoich obudów. W ten sam sposób wszystkie jego fasady zostały specjalnie ocieplone, aby uniknąć niepożądanych strat ciepła lub zysków.

Pixel Building (Australia)

Znajduje się w Melbourne (Australia), został ukończony w 2010 roku i jest uważany za konstrukcję bardzo wydajną z energetycznego punktu widzenia. W tym budynku energia jest wytwarzana przez różne systemy energii odnawialnej, takie jak słońce i wiatr.

Z drugiej strony to systemy do zbierania wody deszczowej, zielonych dachów i gospodarki odpadami. Ponadto oszacowano, że jego emisja netto CO2 wynosi zero.

Podobnie system zielonego dachu jest nawadniany wcześniej zebraną wodą deszczową i produkuje żywność. W zakresie oświetlenia i wentylacji stosuje się systemy naturalne, które uzupełnia izolacja termiczna podwójnych szyb w oknach.

Cooperativa Arroyo Bonodal, Tres Cantos (Hiszpania)

Jest to kompleks mieszkaniowy składający się z 80 domów zlokalizowanych w mieście Tres Cantos w Madrycie, który uzyskał certyfikat LEED w 2016 roku. Obejmuje wentylowaną elewację z podwójną izolacją i wykorzystaniem energii geotermalnej.

Energię geotermalną pozyskuje się z systemu 47 studni na głębokości 138 m. Dzięki takiemu systemowi kompleks jest w pełni klimatyzowany, nie wymagając żadnego źródła energii z paliw kopalnych.

W ten sposób zagospodarowanie wytworzonej energii cieplnej umożliwia chłodzenie budynku latem, ogrzewanie zimą oraz dostarczanie ciepłej wody do systemu.

Bibliografia

1. Bay, JH i Ong BL (2006). Zrównoważona architektura tropikalna. Wymiar społeczny i środowiskowy. ELSEVIER Architectural Press. Oxford, Wielka Brytania. 287 pkt.
2. Chan-López D (2010). Zasady zrównoważonej architektury i budownictwa mieszkaniowego o niskich dochodach: przypadek: mieszkania o niskich dochodach w mieście Mexicali, Baja California. Meksyk. O: Międzynarodowa konferencja „Wirtualne miasto i terytorium”. «Szósty. Międzynarodowy Kongres Wirtualnego Miasta i Terytorium, Mexicali, 5, 6 i 7 października 2010 ». Mexicali: UABC.
3. Guy S i Farmer G (2001). Reinterpretacja zrównoważonej architektury: miejsce technologii. Journal of Architectural Education 54: 140–148.
4. Hegger M, Fuchs M, Stark T i Zeumer M (2008). Podręcznik energii. Zrównoważona architektura. Birkhâuser Basel, Berlin. Szczegóły edycji Monachium. 276 pkt.
5. Lyubomirsky S, Sheldon KM i Schkade D (2005). W pogoni za szczęściem: architektura zrównoważonej zmiany. Review of General Psychology 9: 111–131.
6. Zamora R, Valdés-Herrera H, Soto-Romero JC i Suárez-García LE (s / f) Materiały i konstrukcja II „Zrównoważona architektura”. Wydział Studiów Wyższych Acatlán, Architektura, National Autonomous University of Mexico. 47 pkt.