Acest ghid este destinat tuturor celor interesați de lumea proiectării durabile a clădirilor. Este conceput ca o scurtă introducere în unele probleme de mediu și posibile soluții pe care le-ați putea lua în considerare în etapele de proiectare și planificare ale unui proiect pe care doriți să îl faceți mai ecologic, fie că este vorba de o construcție nouă sau de o renovare.
Ghidul este împărțit în două părți. Prima va acoperi câteva definiții și obiective ale proiectării durabile. Partea a doua va analiza unele abordări, filosofii și practici utilizate în prezent pentru a îndeplini aceste obiective.
Deși ne vom concentra pe clădirile rezidențiale, informațiile pe care le prezentăm pot fi aplicate și clădirilor comerciale, industriale și publice. Oferim resurse de lectură suplimentare pe parcurs, astfel încât să puteți explora fiecare subiect mai în profunzime.
I. Obiectivele proiectării unei clădiri durabile
În etapele de planificare a unui proiect de clădire durabilă, este bine să ne gândim la obiective. Să începem prin a analiza ce înțelegem chiar prin „clădire durabilă”, astfel încât să știm ce urmărim.
Ce este proiectarea unei clădiri durabile?
La fel ca mulți alți termeni din domeniul sustenabilității, ceea ce oamenii înțeleg prin proiectarea durabilă a clădirilor este flexibil și în continuă schimbare. Arhitectul și cercetătoarea Elizabeth Donovan scrie în „Explaining Sustainable Architecture” că, chiar și în cadrul scrierilor academice și profesionale privind arhitectura durabilă, există tendința de a „recunoaște că nu poate fi definită și, mai mult, că nu există o definiție convenită”.
Această ambiguitate este prezentă și în discuțiile mai ample privind proiectarea durabilă a clădirilor, deși definițiile tind să aibă unele caracteristici comune. Majoritatea definițiilor specifică faptul că proiectele durabile încearcă să reducă impactul negativ al unei clădiri asupra mediului și să reducă consumul de energie și de resurse al clădirii pe parcursul duratei sale de viață.
Multe definiții specifică fragmentarea habitatelor, emisiile și deșeurile din construcții ca fiind doar câteva dintre efectele negative pe care clădirile tind să le creeze și pe care clădirile durabile încearcă să le atenueze. De asemenea, este obișnuit ca termenul să includă în definiția sa îmbunătățirea sănătății ocupanților, vibrația comunității și durabilitatea economică.
Modul în care o clădire realizează aceste reduceri și îmbunătățiri este cel în care proiectarea devine cu adevărat interesantă, deoarece cerul este limita în ceea ce privește abordările inovatoare pentru rezolvarea acestor probleme.
Obiectivele proiectării durabile a clădirilor
Ghidul Whole Building Design Guide (WBDG) al U.S. National Institute of Building Sciences oferă 6 obiective pentru proiectarea durabilă. Acestea sunt:
- Optimizarea potențialului sitului
- Optimizarea utilizării energiei
- Protejarea și conservarea apei
- Optimizarea utilizării spațiului și a materialelor din clădire
- Îmbunătățirea calității mediului interior (IEQ)
- Optimizarea practicilor operaționale și de întreținere
Am abordat câteva dintre aceste aspecte în celelalte ghiduri ale noastre, așa că nu le vom repeta aici. Dacă doriți să aflați mai multe despre acestea, puteți citi ghidurile noastre despre eficiența apei, eficiența energetică și energia regenerabilă, materialele durabile și calitatea mediului interior.
Să ne îndreptăm atenția, așadar, către potențialul sitului și către practicile operaționale și de întreținere.
Optimizarea potențialului sitului
Deoarece clădirile au impact asupra ecosistemelor locale, este esențial să se ia în considerare ce este afectat și cum. După cum afirmă WBDG, clădirile „schimbă fundamental funcția terenului”, ceea ce înseamnă nu doar că, de exemplu, am transformat un câmp într-o proprietate rezidențială, ci și că capacitatea terenului de a funcționa așa cum a fost proiectat în cadrul ecosistemului său mai larg a fost radical perturbată.
Pentru a atenua această perturbare, trebuie să acordăm o atenție deosebită selecției și proiectării terenului.
Selectarea amplasamentului
În lucrarea Sustainable Architectural Design: An Overview, profesorul de arhitectură Kuppaswamy Iyengar afirmă că, pentru a reduce daunele aduse mediului, alegerea durabilă a amplasamentului ar trebui să:
„[m]inimiza expansiunea urbană; să răspundă și să respecte terenul, mediul, habitatul și spațiul verde; și să încurajeze dezvoltarea urbană de înaltă densitate în detrimentul dezvoltării de joasă densitate pentru a păstra spațiul verde valoros și pentru a conserva principalele active de mediu”.
Alegerea amplasamentului va avea un impact nu numai asupra ecosistemelor locale, ci și asupra amprentei de carbon a clădirii, precum și asupra consumului continuu de energie asociat clădirii. Totul depinde de amplasament, de la distanța pe care trebuie să o parcurgă materialele de construcție până la durata navetei ocupantului.
Optimizarea alegerii amplasamentului ar putea include alegerea unui amplasament aproape de transportul în comun și de facilități sau a unui amplasament pe un teren deja deranjat sau dezvoltat sau chiar modernizarea în loc de construirea de noi clădiri.
Clădirile existente, în virtutea faptului că sunt deja construite, produc mai puține emisii, utilizează mai puține materiale, generează mai puține deșeuri și fragmentează mai puțin habitatul decât construcțiile noi. În general, cu cât un proiect poate utiliza mai multă infrastructură existentă, cu atât va cauza mai puține daune.
Proiectarea amplasamentului
Iyengar oferă câteva strategii pentru a face un șantier durabil (acestea sunt citate aici în întregime):
- Preveniți orice fel de deteriorare a mediului (nu tăiați copacii bătrâni).
- Faceți toate eforturile pentru a readuce un sit degradat la productivitatea mediului și la diversitatea biologică.
- Păstrați reperele istorice (o casă veche, de exemplu), morile de vânt, podurile și hambarele.
- Înțelegeți condițiile pentru un beneficiu solar maxim.
- Înțelegerea modului în care vântul poate fi utilizat pentru utilizarea energiei pasive și pentru ventilație.
El invită proiectanții și dezvoltatorii să se (re)întoarcă la ideile naturalistului american Aldo Leopold, al cărui concept de „etică a terenului” ne reamintește că nu există terenuri libere și că fiecare ființă care locuiește deja pe acel șantier are un drept egal de a exista pe el și merită grija noastră.
În optimizarea proiectării amplasamentului, Iyengar îi îndeamnă pe proiectanți să meargă dincolo de minimizarea perturbării amplasamentului și să „regenereze și să păstreze habitate, spații verzi și ecosisteme valoroase” pentru toate creaturile care au fost strămutate.
După cum sugerează Iyengar, proiectarea sitului ar trebui să includă și luarea în considerare a potențialului sitului pentru iluminat pasiv, încălzire și răcire, precum și a potențialului său pentru sisteme active de energie regenerabilă, cum ar fi energia solară, geotermală sau eoliană.
Resursele de apă ale unui sit pot fi maximizate prin planificarea colectării apei de ploaie. WBGD precizează că amplasamentul ar trebui să fie proiectat astfel încât să reducă și să controleze scurgerea apelor pluviale și să fie amenajat astfel încât să susțină speciile native. Iyengar sugerează că terasamentul ar putea fi luat în considerare pentru pante pentru a contribui la atingerea acestor obiective.
Optimizarea practicilor operaționale și de întreținere
Proiectarea pentru durabilitate implică luarea în considerare a utilizării energiei și a resurselor încă din etapele de planificare.
WBDG sugerează includerea operatorilor clădirii în faza de proiectare a proiectului pentru a obține informații despre modul în care clădirea ar putea fi proiectată pentru a funcționa optim în condiții reale.
Dacă acest lucru nu vă este posibil sau dacă veți fi principalul operator al clădirii, gândiți-vă la proiectare din perspectiva unui utilizator final – nu doar a ocupanților, ci și a personalului de întreținere și a oricărui lucrător care ar putea fi angajat în clădire.
Perspectiva utilizatorului poate ajuta la proiectarea clădirii prin evidențierea unor aspecte logistice, cum ar fi locul și momentul în care ocupanții ar putea beneficia cel mai mult de lumina naturală, modul în care se va face întreținerea de bază, locul în care ar trebui să fie instalate instalațiile sanitare pentru a reduce la minimum risipa de apă caldă, momentul și locul în care ar putea fi adăugate module suplimentare într-o casă modulară și așa mai departe.
Proiectarea unor caracteristici eficiente din punct de vedere energetic care să fie ușor de utilizat și intuitive crește considerabil șansele ca oamenii să le folosească. Încorporați tehnologiile de contorizare inteligentă încă de la început pentru a ajuta ocupanții să își monitorizeze consumul de energie.
Lectură suplimentară:
Dacă sunteți interesat de acest domeniu și aveți la dispoziție aproximativ 13 săptămâni, MITx oferă acest curs online gratuit privind proiectarea durabilă a clădirilor, cu accent pe încălzire și iluminat.
II. Abordări privind proiectarea durabilă a clădirilor
Mai jos este prezentată o introducere la unele dintre cele mai comune abordări ale proiectării durabile a clădirilor. Din nou, termenii sunt puțin vagi, dar ne-am concentrat mai degrabă asupra abordărilor de proiectare decât asupra metodelor de construcție. Există multe tipuri de metode de construcție ecologică (construcții naturale, de exemplu) care ar putea fi încorporate în unele sau în toate abordările de proiectare de mai jos.
Proiectarea biofilică
Institutul Internațional Living Future explică faptul că designul biofilic „este practica de a conecta oamenii și natura în cadrul mediilor și comunităților noastre construite”. Acesta funcționează pe baza filosofiei conform căreia oamenii sunt atrași în mod înnăscut de natură și că sănătatea și bunăstarea noastră depind de menținerea acestei conexiuni, chiar și în mediile noastre construite.
Designerii biofilici încearcă adesea să încorporeze forme și materiale naturale în clădirile lor și, dacă acest lucru nu este posibil, să imite aspectul, senzația și sunetele naturii în clădire.
Acest lucru ar putea implica strategii la fel de diverse ca grădinile interioare, iluminatul dinamic, jocul cu conceptul de spațiu într-o clădire, texturi naturale pentru suprafețe și îmbinarea spațiilor interioare și exterioare.
În această filosofie, accentul se pune pe crearea unei conexiuni cu mediile locale, astfel încât strategiile și caracteristicile care sunt utilizate vor depinde de geografia locală a unui anumit loc.
În timp ce strategiile de proiectare de aici se concentrează pe promovarea conexiunilor cu mediile locale și, prin urmare, pe creșterea bunăstării umane, în cadrul acestei filosofii există mult loc pentru luarea în considerare a performanței clădirii. De asemenea, proiectanții care se străduiesc să atingă obiective de înaltă performanță prin alte abordări de proiectare ar putea integra principiile și practicile biofilice în activitatea lor.
Lectură suplimentară:
Terrapin Bright Green oferă această explorare a importanței istorice și neurologice a biofiliei și a designului biofilic.
International Living Future Institute a creat acest ghid pentru echipele de proiect Living Building Challenge pentru a le ajuta să creeze medii biofilice în proiectele lor.
Design pasiv
„Clădirea pasivă este un set de principii de proiectare pentru atingerea unui nivel riguros de eficiență energetică, creând în același timp spații de locuit interioare confortabile”, spune Passive House Institute. Obiectivul principal este de a se baza cât mai mult posibil pe caracteristicile naturale ale amplasamentului clădirii pentru a încălzi, răci, ventila și ilumina locuința și de a se baza cât mai puțin posibil pe sisteme mecanice precum sistemele HVAC.
Pentru a face acest lucru, proiectanții pasivi lucrează pentru a profita la maximum de orientarea, altitudinea și topografia sitului, precum și de microclimate și resurse naturale, cum ar fi copacii de umbră.
Selecția materialelor de construcție este, de asemenea, esențială în această abordare. Proiectanții de case pasive pun mare accent pe performanța termică a locuinței pentru a minimiza pierderea de aer condiționat. Masa termică, izolarea continuă și construcția etanșă la aer sunt instrumente comune utilizate de proiectanți pentru a modera temperaturile interioare.
„În proiectarea clădirilor”, afirmă Kuppaswamy Iyengar, «tehnologiile pasive trebuie să predomine asupra celor active, care necesită utilizarea de combustibil pentru funcționare». Iyengar remarcă faptul că, deoarece consumul de energie într-o clădire este „direct proporțional” cu cerințele ocupanților, limitarea acestei cerințe „într-un mod economic și psihologic acceptabil” este o componentă importantă a unui design pasiv.
De obicei, proiectanții minimizează consumul de energie prin caracteristici precum lumina naturală strategică, echipamente de înaltă performanță și măsuri de urmărire a consumului de energie, pentru a numi doar câteva.
Lectură suplimentară:
PHIUS oferă, de asemenea, o multitudine de informații aici.
Proiectarea sistemelor pentru întreaga casă
Acesta este un mod holistic de abordare a proiectării care recunoaște că componentele clădirii nu funcționează individual, ci interdependent. Aceasta recunoaște că, de exemplu, un cuptor de calitate superioară nu va îmbunătăți foarte mult eficiența energetică dacă locuința nu este izolată și dacă ferestrele sunt etanșe.
Un aspect important al acestei abordări este performanța clădirii. Proiectanții maximizează eficiența și sănătatea ocupanților luând în considerare modul în care toate componentele unei clădiri funcționează împreună sau în contradicție pentru a produce efecte specifice precum fluxul de aer sau umiditatea. În mod ideal, acest lucru implică profesioniști din mai multe industrii, cum ar fi arhitecți, electricieni și specialiști HVAC, care se consultă împreună cu privire la un proiect în etapele de planificare.
Aceștia vor oferi informații despre modul în care elementele clădirii se vor influența reciproc, vor depana problemele și vor concepe soluții care vor ajuta părțile componente să se sprijine reciproc pe durata de viață a clădirii.
Un alt accent este pus pe înțelegerea modului în care ansamblurile clădirii influențează mediul de-a lungul întregului lor ciclu de viață, de la extragerea materialelor până la dezafectare. Atenția acordată analizelor ciclului de viață (LCA) ajută proiectanții și constructorii să aleagă materialele care vor permite cel mai bine unui anumit proiect să îndeplinească obiectivele de durabilitate.
Lectură suplimentară:
Pentru o aprofundare a subiectului, articolul Mariei Sexton de pe Rise este un bun început.
Iar pentru o aprofundare foarte mare, WDBG oferă această resursă privind știința construcțiilor.
Proiectarea în permacultură
Proiectarea permaculturii este inspirată de termenul agricol permacultură, pe care ecologistul Bill Mollison (care a inventat termenul) îl definește ca fiind „proiectarea și menținerea conștientă a unor ecosisteme productive din punct de vedere agricol care au diversitatea, stabilitatea și rezistența ecosistemelor naturale”.
Designul permaculturii lucrează cu lumea naturală pentru a integra clădirile în mediul lor natural. Acesta consideră clădirile ca fiind un sistem în cadrul unui sistem ecologic mult mai mare. Aceasta este o abordare lentă, ecologică, care implică adesea utilizarea de materiale de construcție naturale, încurajarea unor comunități umane (și non-umane) diverse și orientarea către o economie circulară, fără deșeuri.
Proiectanții utilizează strategii pasive de construcție și optimizarea amplasamentului. Ei pun accentul pe captarea și stocarea resurselor, cum ar fi apa și energia, atunci când acestea sunt abundente, dar și pe adaptarea așteptărilor și comportamentelor ocupanților în perioadele în care acestea nu sunt disponibile. Designul în permacultură înseamnă să trăiești în armonie cu natura în loc să lupți împotriva ei.
Amenajarea peisagistică este o componentă importantă a designului permaculturii, așa cum se aplică clădirilor. Crearea de peisaje biodiverse, favorabile polenizatorilor, cu întreținere redusă și productive este o prioritate.
Lectură suplimentară:
José Tomás Franco explică aici modul de aplicare a celor 12 principii ale permaculturii la proiectarea arhitecturală .
Permaculture Research Institute prezintă această arhivă cuprinzătoare de resurse privind proiectarea clădirilor din permacultură.
Arhitectura Net Zero
Clădirile Net Zero produc la fel de multă energie pe cât consumă pe parcursul unui an. Este o abordare de proiectare axată pe energie, atât generarea acesteia, cât și reducerea consumului.
Această abordare are două pietre de temelie: măsurile de eficiență care reduc sarcina energetică a clădirii și sistemele de energie regenerabilă. De obicei, proiectanții și arhitecții clădirilor colaborează cu consultanții în domeniul energetic pentru a crea sisteme energetice care să satisfacă nevoile ocupanților și să funcționeze bine pe termen lung.
Atingerea obiectivului „zero net” este însă o realizare complexă, iar proiectanții vor încorpora, de obicei, și strategii de proiectare pasivă și de proiectare a sistemelor pentru întreaga casă, pentru a reduce încălzirea, răcirea și alte nevoi energetice.
Orientarea clădirii este un aspect de primă importanță, la fel ca și dimensiunea clădirii. O casă cu consum net zero implică, de obicei, o investiție în materiale performante pentru anvelopa clădirii, precum și selectarea de instalații și aparate cu consum redus de energie. După cum v-ați putea aștepta, casele cu zero zero net implică, de asemenea, o monitorizare continuă a consumului de energie.
A ajunge la zero net este totuși mai flexibil decât ar putea părea, iar proiectanții au la dispoziție o mulțime de opțiuni pentru a atinge acest obiectiv. De exemplu, o clădire poate fi alimentată cu energie regenerabilă din exterior, dacă nu poate încorpora în mod rezonabil propriul său sistem de energie regenerabilă.
Lectură suplimentară:
Anna Fixsen de la Architectural Digest explică aici cum se proiectează o locuință cu zero emisii nete .
La Institutul American al Arhitecților, Chad Edwards și Terry Liette oferă sfaturi cu privire la modul de proiectare a clădirilor cu zero emisii de gaze cu un buget redus.
Concluzii
După cum spune Elizabeth Donovan, ambiguitatea din jurul termenului „clădire durabilă” oferă, de fapt, unele avantaje, în sensul că este suficient de flexibil pentru a găzdui multe viziuni și o „pluralitate de abordări posibile” și soluții la problemele de mediu pe care le ridică clădirile convenționale.
Proiectanții, constructorii și proprietarii de locuințe pot urmări obiective durabile fără a renunța la propriile priorități și preferințe. Și asta înseamnă că avem o multitudine de opțiuni pentru a construi locuințe durabile pentru mediu și pentru ocupanți și pentru a crea proiecte care aduc echilibru, confort, comunitate și bucurie.
