Artykuł pochodzi z numeru A&B 06|2023
Rozwiązania energoaktywne w architekturze
W największym skrócie — rozwiązania energoaktywne w architekturze to wszelkie elementy i strategie zastosowane w obiekcie i w jego otoczeniu w celu zapewnienia komfortu jego użytkowania minimalnym kosztem ekonomicznym i środowiskowym w całym jego cyklu życia. Pierwszym krokiem w stronę energetycznej regeneracji miast jest uświadomienie sobie, jak bardzo energożerne jest nasze życie w budynkach i między nimi. Drugim krokiem powinno być ponowne odkrycie wszelkich metod projektowania bazujących na procesach naturalnych, a dopiero trzecim — stosowanie środków mechanicznych.
Pojęcia „architektura energoaktywna” pierwszy raz użyłam w nazwie konkursu dla studentów na prace dyplomowe inżynierskie i magisterskie na Wydziale Architektury Politechniki Wrocławskiej w 2013 roku. Konkurs ogłaszaliśmy przez trzy lata, odbyło się sześć edycji, w sumie wzięło w nim udział sześćdziesięcioro pięcioro studentów. Średnio w konkursie brało udział mniej niż 5 procent bronionych prac — były to czasy, kiedy w tego typu konkursach startowało niewiele osób, a problematyka zrównoważenia i efektywności energetycznej była może rozpowszechniona, ale mało zgłębiona. Dlatego jako kolejny krok postanowiłam wydać książkę pod tym samym tytułem. Przy współpracy kolegów z różnych dyscyplin i branż, praktyków, projektantów i dydaktyków stworzyliśmy swoisty interdyscyplinarny poradnik na temat architektury aktywnej energetycznie. W 2020 roku powstało dwutomowe opracowanie dotyczące samego pojęcia, aktywności energetycznej w ujęciu architektury, budownictwa, instalacji, BIM, narzędzi symulacyjnych, efektywności ekonomicznej i tak zwanego cyklu życia. Bardzo się cieszę, że obecnie temat trafił na łamy „A&B”!
Samo określenie „energoaktywna” zaczerpnęłam bezpośrednio z artykułu Krystyny Januszkiewicz i Henryka Katowicza-Kowalewskiego opublikowanego w „Archivolcie” w 2013 roku. Oznaczało ono pojedyncze obiekty lub miasta wyposażone w różnorodne rozwiązania mechaniczne wykorzystujące OZE lub wzorowane na naturze, takie jak kolektory słoneczne, ogniwa fotowoltaiczne lub bardziej wyszukane energoaktywne parasole przeciwsłoneczne, systemy elewacyjne czy systemy rolet dla regulacji insolacji wnętrza.
Natomiast dla mnie koncepcja architektury energoaktywnej oznacza wszelkie rozwiązania czy strategie służące ograniczeniu kosztów środowiskowych, ekonomicznych i społecznych wydatkowanych na energię związaną z funkcjonowaniem obiektów w całym cyklu życia. Odpowiedzialność za nie spada głównie na architekta współpracującego z innymi projektantami w zintegrowanym procesie projektowym. W takim ujęciu podstawowym kryterium wyboru staje się redukcja zapotrzebowania na energię użytkową, elektryczną i wbudowaną. Nie chodzi o rozwiązania stricte aktywne (choć może tak sugerować nazwa), lecz właśnie szczególnie o rozwiązania tak zwane pasywne i naturalne (bierne), to jest architektoniczne i budowlano-instalacyjne, których wykorzystanie w jakikolwiek sposób przyczynia się do obniżenia zużycia wspomnianych energii. Wszelkie inne rozwiązania tak zwane aktywne (mechaniczne: HVAC czy oświetlenie) powinny być wspomaganiem w celu poprawy oraz regulacji komfortu przebywania w obiektach. Ich koszty środowiskowe i ekonomiczne muszą być utrzymane na racjonalnie niskim poziomie.
Przykładowym najprostszym rozwiązaniem energoaktywnym są wszelkiego rodzaju sposoby osłony przeciwsłonecznej i najlepiej, żeby były one równocześnie clou architektury obiektu. Wszystko jedno, czy będą to elementy budynkowe, jak zadaszenia czy loggie, balkony czy rozmaite żaluzje, strefy buforowe, systemy podwójnych fasad czy wreszcie zieleń. Ich istotą powinna być ochrona przed przegrzewaniem wnętrz bez użycia prądu. Jeśli prąd, na przykład do obracania wielkogabarytowych żaluzji, będzie pochodził z energii elektrycznej produkowanej na miejscu — na budynku, to rozwiązanie przyjmuję jako zasadne. Mogą to być także osłony w postaci zadaszeń z fotowoltaiką, tym lepiej. Innym bardzo prostym rozwiązaniem energoaktywnym, w moim mniemaniu, jest przewietrzanie na przestrzał, szczególnie wydajne nocą — stąd jego nazwa free-cooling. Potem wymieniłabym elementy akumulujące chłód i ciepło, od klasycznych masywnych żelbetowych czy kamiennych elementów, ubitą ziemię czy glinę, po nowoczesne rozwiązania materiałów zmiennofazowych, PCM. W dalszej kolejności elementy pracujące jak kominy solarne i wieże wiatrowe. Rozwiązania bazujące na podstawowych zasadach konwekcji, akumulacji czy wykorzystania powiewów wiatru lub korytarzy aerodynamicznych w mieście, wykorzystania lokalnych materiałów stosowane są z dużym powodzeniem jako strategie w obiektach wielkiego formatu projektowanych przez topowych architektów.
W zakresie oszczędności energii elektrycznej najbardziej energoaktywnym „rozwiązaniem” jest świadomy użytkownik, który gasi światło wszędzie tam, gdzie jest ono zbędne. Dobrym rozwiązaniem jest strefowanie oświetlenia w zależności od położenia względem okien, tak żeby oświetlać wyłącznie najciemniejsze strefy głębokich traktów. W skali miasta rozwiązaniem energoaktywnym byłaby regulacja stopnia oświetlenia przestrzeni nocą, z niezbędnym minimum luksów późno w nocy. Architektonicznym elementem zapewnienia naturalnego światła we wnętrzach są półki słoneczne.
Wreszcie najprostszym sposobem osiągnięcia zredukowanej energii wbudowanej jest stosowanie materiałów lokalnych, mało przetworzonych, pochodzących z recyklingu i recyklingowalnych.
W kontekście energetycznej regeneracji miast rozwiązania architektury energoaktywnej stają się bardzo istotne, są tematem moich zajęć na WA PWr. Konkluzja jest następująca: nie jest trudno zaprojektować spektakularny, w pełni lub w znacznym stopniu przeszklony obiekt (co zresztą obecnie jest cliché), kluczowe jest, w jaki sposób uda się zapewnić komfort jego użytkownikom. Na dwanaście dyplomów magisterskich obronionych w prowadzonych przeze mnie komisjach dyplomowych w 2023 roku, cztery miały takie właśnie wielkie przeszklenia i przyszli projektanci byli przekonani, że rozsądne temperatury w lecie będzie można zapewnić projektując… klimatyzację. Ta zaś, jak wiadomo, póki co generuje olbrzymie ekonomiczne i zarazem środowiskowe koszty eksploatacji takiego budynku. Zatem, jak wspomniałam wcześniej, kluczowe dla regeneracji miast jest zwrócenie uwagi na rozwiązania najprostsze, zrozumienie i wykorzystanie podstawowych procesów i mechanizmów umożliwiających redukcję energii użytkowej, elektrycznej i wbudowanej obiektów. Uważam, że jako architekci mamy niejako obowiązek stosowania właśnie takich architektonicznych rozwiązań do poprawy życia w miastach.
Anna Bać
Anna Bać — Architektka i profesorka na Wydziale Architektury Politechniki Wrocławskiej, popularyzatorka architektury eneregoaktywnej i projektowania regeneracyjnego. Zajmuje się między innymi doradztwem w zakresie zrównoważoności inwestycji. Członkini Rady Naukowej Centrum Rozwoju Zrównoważonego i Zmian Klimatu na PWr, Grupy ds. Rozwoju Zrównoważonego przy ZG SARP oraz Rady Klimatycznej przy UN GCNP, działa w KAiU PAN, jest założycielką Akademii Architektury by Bać, współzałożycielką Centrum Naukowego Zrównoważonego Kształtowania Środowiska Zbudowanego na PWr. Wykonała ponad pięćdziesiąt projektów w zintegrowanym procesie projektowym w grupie synergia. Autorka niemal dziewięćdziesięciu publikacji naukowych i książki „Zrównoważenie w architekturze. Od idei do realizacji na tle dokonań kanadyjskich” oraz redaktorka dwóch tomów pt. „Architektura energoaktywna po 2021”.
© Archiwum autorki
