Den här guiden vänder sig till alla som är intresserade av hållbar byggnadsdesign. Den är tänkt som en mycket kortfattad genomgång av vissa miljöfrågor och möjliga lösningar som du kan tänka på i design- och planeringsstadiet av ett projekt som du vill göra grönare, oavsett om det gäller en nybyggnation eller en renovering.
Guiden är indelad i 2 delar. I den första delen behandlas definitioner och mål för hållbar design. I del II dyker vi ner i några metoder, filosofier och arbetssätt som för närvarande används för att uppfylla dessa mål.
Även om vårt fokus ligger på bostadshus kan den information vi presenterar även tillämpas på kommersiella, industriella och offentliga byggnader. Vi erbjuder vidare läsning så att du kan utforska varje ämne mer djupgående.
I. Mål för hållbar byggnadsdesign
I planeringsstadiet för ett hållbart byggprojekt är det bra att fundera över målen. Låt oss börja med att fundera på vad vi menar med ”hållbar byggnad” så att vi vet vad vi siktar på.
Vad är hållbar byggnadsdesign?
Precis som många andra termer inom hållbarhetsområdet är vad människor menar med hållbar byggnadsdesign flexibelt och föränderligt. Arkitekten och forskaren Elizabeth Donovan skriver i ”Explaining Sustainable Architecture” att det även inom akademiska och professionella skrifter om hållbar arkitektur finns en tendens att ”erkänna att det inte kan definieras och att det inte heller finns någon överenskommen definition”.
Denna tvetydighet finns även i bredare diskussioner om hållbar byggnadsdesign, även om definitionerna tenderar att ha vissa gemensamma drag. De flesta definitioner anger att hållbar design syftar till att minska en byggnads negativa inverkan på miljön och att minska byggnadens förbrukning av energi och resurser under dess livslängd.
I många definitioner anges fragmentering av livsmiljöer, utsläpp och byggavfall som några av de negativa effekter som byggnader tenderar att skapa och som hållbara byggnader försöker mildra. Det är också vanligt att begreppet inkluderar förbättrad hälsa för användarna, livskraftiga samhällen och ekonomisk hållbarhet i definitionen.
Hur en byggnad uppnår dessa minskningar och förbättringar är där design verkligen blir intressant, eftersom himlen är gränsen när det gäller innovativa tillvägagångssätt för att lösa dessa problem.
Målen för hållbar byggnadsdesign
I Whole Building Design Guide (WBDG) från U.S. National Institute of Building Sciences finns 6 mål för hållbar design. De är följande:
- Optimera platsens potential
- Optimera energianvändningen
- Skydda och spara vatten
- Optimera byggnadens utrymme och materialanvändning
- Förbättra kvaliteten på inomhusmiljön (IEQ)
- Optimera drift- och underhållsmetoder
Vi har tagit upp några av dessa aspekter i våra andra guider, så vi ska inte upprepa dem här. Om du vill lära dig mer om dem kan du läsa våra guider om vatteneffektivitet, energieffektivitet och förnybar energi, hållbara material och inomhusmiljökvalitet.
Låt oss nu rikta uppmärksamheten mot platsens potential och drift- och underhållsmetoder.
Optimera platsens potential
Eftersom byggnader påverkar lokala ekosystem är det viktigt att ta hänsyn till vad som påverkas och hur. Som WBDG konstaterar ”förändrar byggnader i grunden markens funktion”, vilket inte bara innebär att vi till exempel har förvandlat ett fält till en bostadsfastighet, utan att markens förmåga att fungera som den var utformad för inom sitt större ekosystem har störts radikalt.
För att mildra denna störning måste vi vara noga med val av plats och utformning.
Val av plats
I Sustainable Architectural Design: An Overview säger arkitekturprofessorn Kuppaswamy Iyengar att för att minska miljöskadorna bör hållbara platsval
”[m]inimera stadsutbredningen; vara lyhörd och respektfull mot marken, miljön, livsmiljön och grönområden; och uppmuntra stadsutveckling med hög densitet framför utveckling med låg densitet för att bevara värdefulla grönområden och bevara viktiga miljötillgångar.”
Valet av plats påverkar inte bara de lokala ekosystemen utan även byggnadens koldioxidavtryck och den löpande energianvändningen i samband med byggnaden. Allt från hur långt byggmaterial måste transporteras till hur lång tid det tar för de boende att pendla är beroende av platsen.
För att optimera valet av plats kan man till exempel välja en plats nära kollektivtrafik och bekvämligheter eller en plats på tidigare störd eller exploaterad mark eller till och med eftermontera i stället för att bygga nytt.
Befintliga byggnader, som redan är byggda, bidrar med mindre utsläpp, använder mindre material, genererar mindre avfall och fragmenterar mindre habitat än nya byggnader. Ju mer befintlig infrastruktur ett projekt kan använda sig av, desto mindre skada kommer det att orsaka.
Platsens utformning
Iyengar erbjuder några strategier för att göra en byggarbetsplats hållbar (de citeras här i sin helhet):
- Förhindra alla typer av miljöskador (hugga inte ner gamla träd).
- Gör allt du kan för att återställa en förstörd plats till miljöproduktivitet och biologisk mångfald.
- Bevara historiska landmärken (t.ex. ett gammalt hus), väderkvarnar, broar och lador.
- Förstå förhållandena för maximal nytta av solenergi.
- Förstå hur vinden kan utnyttjas för passiv energianvändning och ventilation.
Han uppmanar planerare och byggherrar att (åter)vända sig till den amerikanske naturforskaren Aldo Leopold, vars begrepp ”land ethic” påminner oss om att det inte finns någon ledig mark och att varje varelse som redan bor på byggarbetsplatsen har samma rätt att existera på den och förtjänar vår omsorg.
För att optimera utformningen av byggarbetsplatsen uppmanar Iyengar planerarna att inte bara minimera störningarna på platsen, utan även ”återskapa och bevara värdefulla livsmiljöer, grönområden och ekosystem” för alla varelser som har förflyttats.
Som Iyengar föreslår bör man vid utformningen av platsen även beakta platsens potential för passiv belysning, uppvärmning och kylning samt dess potential för aktiva system för förnybar energi, t.ex. solenergi, geotermisk energi eller vindkraft.
En plats vattenresurser kan maximeras genom att planera för uppsamling av regnvatten. WBGD anger att platsen ska utformas för att minska och kontrollera dagvattenavrinningen och att landskapet ska utformas så att det främjar inhemska arter. Iyengar föreslår att terrassering kan övervägas för sluttningar för att hjälpa till med dessa mål.
Optimera drift- och underhållsmetoder
Att designa för hållbarhet innebär att man tar hänsyn till energi- och resursanvändningen redan i planeringsstadiet.
WBDG föreslår att man inkluderar byggnadens operatörer i projektets designfas för att få insikt i hur byggnaden kan utformas för att fungera optimalt under verkliga förhållanden.
Om det inte är möjligt för dig, eller om du kommer att vara byggnadens primära operatör, tänk på utformningen ur en slutanvändares perspektiv – inte bara boende, utan även underhållspersonal och alla servicearbetare som kan vara anställda i byggnaden.
Användarperspektivet kan vara till hjälp vid utformningen av byggnaden genom att peka på logistiska aspekter som var och när de boende kan dra störst nytta av naturligt ljus, hur grundläggande underhåll ska utföras, var rören ska dras för att minimera varmvattenförbrukningen, när och var ytterligare moduler kan läggas till i ett modulhus och så vidare.
Genom att utforma energieffektiva funktioner så att de är användarvänliga och intuitiva ökar chanserna att de kommer att användas. Införliva smart mätningsteknik redan från början för att hjälpa de boende att följa sin energianvändning.
Ytterligare läsning:
Om du är intresserad av detta område och har uppskattningsvis 13 veckor över erbjuder MITx denna kostnadsfria onlinekurs om hållbar byggnadsdesign, med fokus på uppvärmning och belysning.
II. Tillvägagångssätt för hållbar byggnadsdesign
Nedan följer en introduktion till några av de vanligaste metoderna för att utforma hållbara byggnader. Även här är termerna lite luddiga, men vi har fokuserat på designmetoder snarare än byggmetoder. Det finns många olika typer av gröna byggmetoder (t.ex. naturbyggnader) som kan integreras i några eller alla av nedanstående designmetoder.
Biofilisk design
International Living Future Institute förklarar att biofil design ”är en metod för att koppla samman människor och natur i våra byggda miljöer och samhällen”. Den bygger på filosofin att människan har en medfödd dragning till naturen och att vår hälsa och vårt välbefinnande är beroende av att vi behåller den kopplingen, även i våra byggda miljöer.
Biophilic designers arbetar ofta för att införliva naturliga former och material i sina byggnader och, om det inte är möjligt, för att efterlikna naturens utseende, känsla och ljud i byggnaden.
Det kan innebära så olika strategier som inomhusträdgårdar, dynamisk belysning, lek med begreppet utrymme i en byggnad, naturliga texturer på ytor och att blanda inomhus- och utomhusutrymmen.
I den här filosofin ligger tonvikten på att skapa en koppling till lokala miljöer, så vilka strategier och funktioner som används beror på den lokala geografin på en viss plats.
Även om fokus för designstrategierna här ligger på att främja kopplingen till lokala miljöer och därmed öka människors välbefinnande, finns det mycket utrymme för att ta hänsyn till byggnadens prestanda inom denna filosofi. På samma sätt kan designers som strävar efter att uppnå högpresterande mål genom andra designmetoder integrera biofila principer och metoder i sitt arbete.
Ytterligare läsning:
Terrapin Bright Green erbjuder denna utforskning av den historiska och neurologiska betydelsen av biofili och biofil design.
International Living Future Institute skapade den här guiden för Living Building Challenge-projektteam för att hjälpa dem att skapa biofila miljöer i sina projekt.
Passiv design
”Passivhus är en uppsättning designprinciper för att uppnå en hög nivå av energieffektivitet och samtidigt skapa bekväma inomhusmiljöer”, säger Passive House Institute. Det primära målet är att i så stor utsträckning som möjligt förlita sig på naturliga egenskaper hos byggplatsen för att värma, kyla, ventilera och belysa hemmet, och att i så liten utsträckning som möjligt förlita sig på mekaniska system som HVAC-system.
För att göra detta arbetar passiva konstruktörer för att få ut det mesta av platsens orientering, höjd och topografi, liksom mikroklimat och naturresurser som skuggande träd.
Valet av byggnadsmaterial är också en viktig del i detta tillvägagångssätt. Passiva huskonstruktörer lägger stort fokus på husets termiska prestanda för att minimera förlusten av konditionerad luft. Termisk massa, kontinuerlig isolering och lufttäta konstruktioner är vanliga verktyg som konstruktörerna använder för att hålla nere inomhustemperaturen.
”När det gäller byggnadsdesign”, säger Kuppaswamy Iyengar, ”måste passiv teknik domineras över aktiv teknik, som kräver användning av bränsle för att fungera.” Iyengar konstaterar att eftersom energianvändningen i en byggnad är ”direkt proportionell” mot de boendes behov, är det en viktig del av en passiv design att begränsa behovet ”på ett ekonomiskt sunt och psykologiskt acceptabelt sätt”.
Konstruktörer minimerar vanligtvis energianvändningen genom bland annat strategiskt dagsljus, högpresterande utrustning och åtgärder för energispårning.
Ytterligare läsning:
PHIUS erbjuder också en mängd information här.
Systemdesign för hela huset
Detta är ett holistiskt sätt att närma sig design som tar hänsyn till att byggnadskomponenter inte fungerar individuellt utan är beroende av varandra. Det innebär t.ex. att en förstklassig värmepanna inte förbättrar energieffektiviteten särskilt mycket om huset är oisolerat och fönstren läcker.
En viktig del i detta synsätt är byggnadens prestanda. Konstruktörerna maximerar effektiviteten och de boendes hälsa genom att ta hänsyn till hur alla komponenter i en byggnad arbetar med eller mot varandra för att skapa specifika effekter som luftflöde eller fukt. I idealfallet innebär det att yrkesverksamma inom olika branscher, som arkitekter, elektriker och HVAC-specialister, samråder om ett projekt i planeringsstadiet.
De ger insikter om hur byggnadsdelarna kommer att påverka varandra, felsöker problem och utformar lösningar som hjälper komponenterna att stödja varandra under byggnadens livslängd.
En annan viktig aspekt är att förstå hur byggnadsdelarna påverkar miljön under hela sin livscykel, från materialutvinning till avveckling. Livscykelanalyser (LCA) hjälper konstruktörer och byggare att välja de material som bäst gör det möjligt för ett visst projekt att uppfylla hållbarhetsmålen.
Ytterligare läsning:
För en djupdykning i ämnet är Maria Sextons artikel på Rise en bra start.
Och för en mycket djupdykning erbjuder WDBG den här resursen om byggnadsvetenskap.
Design av permakultur
Permakulturdesign är inspirerad av jordbrukstermen permakultur, som ekologen Bill Mollison (som myntade termen) definierar som ”den medvetna utformningen och underhållet av jordbruksproduktiva ekosystem som har de naturliga ekosystemens mångfald, stabilitet och motståndskraft.”
Permakulturdesign arbetar med den naturliga världen för att integrera byggnader i deras naturliga omgivning. Byggnader ses som ett system i ett mycket större ekologiskt system. Det är ett långsamt, ekologiskt tillvägagångssätt som ofta innebär att man använder naturliga byggmaterial, främjar olika mänskliga (och icke-mänskliga) samhällen och arbetar mot en cirkulär ekonomi utan avfall.
Formgivarna använder sig av passiva byggstrategier och platsoptimering. De lägger stor vikt vid att fånga upp och lagra resurser som vatten och energi när de finns i överflöd, men också vid att anpassa de boendes förväntningar och beteenden när de inte finns i överflöd. Permakulturdesign handlar om att leva i harmoni med naturen istället för att kämpa mot den.
Landskapsarkitektur är en viktig komponent i permakulturdesign när det gäller byggnader. Att skapa landskap som är biodiversa, pollinerarvänliga, kräver lite underhåll och är produktiva är en prioritet.
Ytterligare läsning:
José Tomás Franco förklarar hur man tillämpar de 12 principerna för permakultur på arkitektonisk design här.
Permaculture Research Institute har detta omfattande arkiv med resurser om byggnadsdesign för permakultur.
Nettonollarkitektur
Nettonollbyggnader producerar lika mycket energi som de förbrukar under ett år. Det är en designmetod som fokuserar på energi, både genererar den och minskar förbrukningen av den.
Det finns två hörnstenar i detta tillvägagångssätt: effektivitetsåtgärder som sänker byggnadens energibelastning och system för förnybar energi. Byggnadsdesigners och arkitekter arbetar vanligtvis med energikonsulter för att skapa energisystem som uppfyller användarnas behov och fungerar bra på lång sikt.
Att uppnå nollutsläpp är dock en komplex uppgift, och konstruktörerna brukar också använda sig av strategier för passiv design och system för hela huset för att minska uppvärmning, kylning och andra energibehov.
Byggnadens orientering är en viktig faktor, liksom byggnadens storlek. Ett nollnollhus innebär vanligtvis en investering i högpresterande material för byggnadens klimatskal, samt val av lågenergiarmaturer och -apparater. Som du kanske kan förvänta dig innebär nollnollhus också en hel del löpande energiövervakning.
Det är dock mer flexibelt än det kanske låter att uppnå nollutsläpp, och konstruktörerna har många alternativ för att nå dit. En byggnad kan till exempel drivas av förnybar energi utanför byggnaden om det inte är rimligt att bygga in ett eget system för förnybar energi.
Ytterligare läsning:
Architectural Digests Anna Fixsen förklarar hur man designar ett netto-noll-hem här.
På American Institute of Architects ger Chad Edwards och Terry Liette råd om hur man utformar byggnader med noll nettonollutsläpp med en begränsad budget.
Slutsats
Som Elizabeth Donovan säger innebär tvetydigheten kring termen ”hållbar byggnad” faktiskt vissa fördelar, eftersom den är tillräckligt flexibel för att rymma många visioner och ett ”flertal möjliga tillvägagångssätt” och lösningar på de miljöproblem som konventionella byggnader utgör.
Konstruktörer, husbyggare och husägare kan sträva efter hållbarhetsmål utan att göra avkall på sina egna prioriteringar och preferenser. Och det innebär att vi har en mängd alternativ för att bygga hem som är hållbara för miljön och för de boende och för att skapa projekt som ger balans, komfort, gemenskap och glädje.
