Sedikit arkitek di UK dapat membanggakan bahawa mereka mendengar perunding alam sekitar, pereka atau penghuni projek mereka yang ada. Dan mereka yang belajar dari kesilapan mereka dan menggunakan pengalaman yang diperoleh dalam projek berikutnya harus dimasukkan dalam Buku Merah.
Architype, generasi baru arkitek yang bersemangat, telah membina sekolah pertama di UK yang memenuhi standard Passivhaus Jerman. Dengan karya mereka, mereka membuktikan bahawa sebuah sekolah bukan hanya sebuah bangunan yang indah, tetapi juga sebuah bangunan di mana ia selesa untuk dipelajari kerana perhatian dan kecekapan energinya.
"Tenaga agak seperti sampah: selalu baik jika dapat dikitar semula, tetapi lebih baik hanya menghasilkan lebih sedikit. Juga dengan tenaga: anda boleh menggunakan sumbernya yang boleh diperbaharui, panel suria, atau anda boleh menghabiskan lebih sedikit dari itu."
Jonathan Hines, Pengarah Biro Architype
Apa itu Standard Passivhaus?
Sebagai peringatan, standard Jerman untuk kecekapan tenaga di bangunan, yang dikembangkan oleh Passivhaus Institut, adalah petunjuk penggunaan tenaga yang rendah, keselesaan di ruang dalaman dan kualiti seni bina suatu objek. Banyak orang yang sia-sia percaya bahawa ia hanya berlaku untuk perumahan: diterjemahkan dari bahasa Jerman "Haus" bermaksud bukan hanya sebuah rumah, tetapi struktur apa pun, dan standardnya sesuai untuk bangunan tipologi apa pun. Kemajuannya dibuktikan dengan jumlahnya: penggunaan tenaga standard sekolah biasa di England adalah 100 kWh / m2 per tahun, dan sebuah bangunan yang dibina mengikut standard Passivhaus harus menggunakan tidak lebih dari 15 kWh / m2 per tahun. Tidak seperti standard lain, Passivhaus membantu mengurangkan penggunaan tenaga dengan mengoptimumkan keputusan reka bentuk - seperti mencari bentuk yang paling padat, orientasi bangunan terbaik, dll.
Piawaian Passivhaus jarang dilihat di England kerana kod kecekapan tenaga tempatan berfungsi dengan cara yang sama sekali bertentangan. Berbanding dengan Passivhaus, standard BREEAM hijau yang popular di England dan dilobi oleh kerajaan mempunyai banyak kriteria penilaian yang sering tidak ada kaitan dengan penggunaan tenaga: sebagai contoh, poin dapat diperoleh jika jarak antara bangunan yang diproyeksikan dan peti surat terdekat kurang daripada 500 meter. Sebagai tambahan, BREEAM tidak memfokuskan diri pada pengurangan jumlah penggunaan, tetapi pada pengeluaran tenaga tambahan dari sumber yang boleh diperbaharui.
Bagaimana arkitek Passivhaus berfungsi?
Pertama, meminimumkan kekonduksian termal dinding, bumbung, siling dan pintu. Kedua, dia menjaga ketahanan termal bangunan: semua "jambatan sejuk" (kawasan kehilangan haba, yang paling sering dijumpai pada sendi elemen struktur bangunan) mesti dikurangkan menjadi sifar atau diminimumkan. Selain itu, sudah pada tahap desain awal, bangunan ini dimodelkan dengan menggunakan perisian PHDP (Passive House Design Package). Walau bagaimanapun, arkitek Inggeris biasanya terlebih dahulu menguraikan keseluruhan bangunan, memikirkan susun aturnya, dan hanya kemudian memberikannya kepada jurutera untuk mengira penggunaan tenaga. Mereka berusaha mengoptimumkan sesuatu, tetapi kebarangkalian untuk membetulkan kesilapan dalam projek yang telah siap sangat kecil. Oleh itu, jauh lebih berkesan untuk memikirkan perkara ini pada peringkat kerja yang lebih awal, apabila projek dapat diubah dengan ketara jika diperlukan, misalnya, agar tetap hangat.
Perkara yang paling sukar dalam standard Passivhaus adalah memeriksa kepatuhan objek, di mana indikator bukan hanya data yang dikira jurutera reka bentuk, tetapi juga ukuran sebenar di rumah yang sudah dibina dan beroperasi. Dan untuk membina persis seperti yang dirancang adalah sakit kepala yang terkenal bagi semua arkitek.
Siapa Arkitek Architype?
Architype adalah jenis studio seni bina baru yang didirikan 29 tahun yang lalu dan telah mendapat reputasi yang sangat baik selama bertahun-tahun sebagai pereka bangunan cekap tenaga yang berkualiti. Pendekatan asal mereka ditentukan oleh keinginan untuk melibatkan pelanggan dan penghuni masa depan dalam proses reka bentuk. Berpengalaman, mereka telah mengembangkan banyak penyelesaian teknikal yang meningkatkan kualiti "produk buatan".
Semasa kewujudannya, pasukan Architype telah berkembang dari lima hingga 53 orang, walaupun mereka berjaya mengekalkan pendekatan kreatif baru untuk merancang, termasuk analisis dan perbincangan projek yang kerap. Perolehan tahunan syarikat adalah 3 juta pound setahun.
Mengapa Architype memutuskan untuk menerapkan standard Passivhaus di England?
Kira-kira lima tahun yang lalu, Architype, bekerjasama dengan Oxford Brooks University, salah satu institusi penyelidikan teknologi cekap tenaga terbesar di dunia, mengumpulkan dan menganalisis maklumat mengenai "prestasi" bangunan sekolah yang dibina oleh pejabat. Sebagai hasilnya, didapati bahawa, walaupun terdapat berbagai strategi kecekapan tenaga, sekolah-sekolah ini menggunakan sejumlah besar tenaga ketika tingkap dibuka di dalamnya selama musim dingin. Dan pada masa itu, penyesuaian piawaian Passivhaus dengan realiti British berminat dengan Architype, kerana, berkat pengudaraan mekanikal dan ketahanan termal, bangunan yang dibina mengikut piawaian ini menggunakan tenaga yang lebih sedikit dan menghasilkan lebih sedikit CO2. Tambahan tambahan adalah peluang sebenar untuk mengkaji bagaimana bangunan "berfungsi" dan penyelesaian reka bentuk mana yang paling membantu meningkatkan kecekapan tenaga.
Ramai arkitek takut bahawa standard Passivhaus akan membatasi imaginasi mereka. Tetapi para arkitek Architype berpendapat bahawa kerangka kerja yang ketat yang mereka tetapkan dapat memicu proses kreatif sepenuhnya di kepala mereka.
Melalui penggunaan kaedah Passivhaus Architype dalam projek terbaru mereka, mereka telah mencapai penyederhanaan bentuk dan perincian yang radikal, mengoptimumkan proses reka bentuk dan bahkan pengawasan seni bina. Mereka berjaya mencapai hasil yang diinginkan dengan memikirkan setiap penyelesaian langkah demi langkah dan menguji prestasinya dalam praktik. Menurut pengarah biro Jonathan Hines, pelajaran terpenting bagi Architype adalah menyedari pentingnya mempermudah projek secara umum dan perincian struktur khususnya.
Oleh kerana tipologi bangunan itu bukan faktor penentu, Architype bersedia untuk menguji standard Passivhaus pada projek apa pun. Kini, setelah memperoleh pengalaman di bidang ini, mereka merancang sebuah universiti, bangunan arkib, sebuah desa dengan 150 rumah, sebuah gereja dan beberapa rumah persendirian menurut prinsip-prinsip standard ini. Namun, lima tahun yang lalu, pengkhususan mereka adalah bangunan sekolah, itulah sebabnya mereka menjadi tempat percubaan Passivhaus pertama mereka. Satu-satunya syarat penting bagi pelanggan dari lima sekolah itu, Wolverhampton County Council, adalah menjaga anggaran yang sangat sederhana.
Sehingga kini, Architype telah menyelesaikan sepenuhnya pembinaan dua institusi pendidikan - Oakmeadow Elementary School dan Bushbury Hill School, dan pada bulan November 2013 yang ketiga - Swillington Elementary School sedang disiapkan. Kesemuanya mengganti bangunan sekolah yang usang dan oleh itu merobohkan, dan mereka berhutang dengan inisiatif pemerintah semasa. Namun, Jonathan Hines percaya bahawa semakin banyaknya sekolah "pasif" di England adalah persoalan besar, tepatnya kerana kesulitan dengan pembiayaan awam. Oleh itu, Architype berharap bahawa projek seperti ini akan sangat diminati, misalnya di Wales, di mana sistem pembiayaan pemerintah berbeza dari yang Inggeris.
Ciri seni bina sekolah "pasif"
Proses reka bentuk dimulakan dengan mencari bentuk optimal, jumlah tingkat, kedalaman dan orientasi bangunan menggunakan program pemodelan dinamis PHDP yang telah disebutkan. Dari penyelidikan awal, menjadi jelas betapa pentingnya bangunan kompak untuk mengurangkan penggunaan tenaga. Meminimumkan luas permukaan bangunan sehubungan dengan luas lantai memungkinkan untuk mencapai pengoptimuman tenaga yang sudah di tahap konsep. Untuk kedua-dua sekolah yang sudah dibina, komposisi jilid 2 tingkat persegi panjang sederhana dengan ruang tengah yang berfungsi sebagai rekreasi akhirnya dipilih.
Bangunan ini telah dirancang untuk memungkinkan cahaya matahari memasuki semua premis sekolah, sehingga pencahayaan buatan digunakan sesedikit mungkin. Untuk mengurangkan kemungkinan terlalu panas pada bulan-bulan musim panas, jumlah tingkap yang menghadap ke barat dan timur dikurangkan menjadi sifar, kerana sinar matahari dari sudut rendah selalu lebih sukar untuk digelapkan, dan oleh itu tingkap menghadap ke utara dan selatan.
Semua bilik mempunyai pengudaraan silang, yang terutama digunakan pada musim panas dan di luar musim. Sebagai tambahan, selama bulan-bulan yang lebih panas, sebagai langkah tambahan, rekreasi pusat berubah menjadi "cerobong asap" di mana, berkat perbezaan ketinggian dan kesan graviti, udara hangat naik dan keluar melalui tingkap atas. Untuk musim sejuk, pengudaraan dengan sistem pemulihan haba disediakan. Tidak perlu dikatakan, berbanding dengan sekolah di mana tingkap dibuka untuk pengudaraan pada musim sejuk, sistem seperti ini dapat mengurangkan kehilangan haba dengan ketara. Ia berbeza dengan sistem pemulihan biasa kerana udara segar yang memasuki ruangan dipanaskan oleh panas dari udara yang diproses dari pusat rekreasi. Di ruang ini, udara dipanaskan secara pasif oleh sinaran matahari dan pelepasan haba dalaman, termasuk dari anak-anak sekolah yang berlari semasa rehat.
Banyak perhatian dalam projek sekolah "pasif" diberikan kepada masalah keketatan termal bangunan dan meminimumkan "jambatan sejuk" yang telah disebutkan - masalah yang sering dilupakan di England. Sebilangan besar "jambatan" ini terbentuk di kawasan pondasi, kerana bersentuhan langsung dengan tanah, dan pada sendi elemen struktur. Arkitek menemui jawapan asli untuk soalan ini, mencadangkan kepada para pereka untuk merancang asas yang akan dilindungi sepenuhnya dan tidak akan menyentuh tanah secara langsung. Pada mulanya, pereka Inggeris - rakan kongsi Architype menyatakan bahawa tidak mungkin dari sudut teknikal, walaupun di Jerman dan Austria kaedah ini digunakan secara meluas dalam pembinaan bangunan "pasif", tetapi kemudian Architype berjaya meyakinkan mereka semuanya sama. Pada akhirnya, penyelesaian ini ternyata lebih murah daripada asas jalur konvensional, kerana kaedah yang digunakan memerlukan penggalian yang lebih sedikit. Ketika sistem seperti itu dilaksanakan, jumlah "jambatan sejuk" di kawasan yayasan dikurangkan menjadi sifar.
Untuk menyingkirkan "jambatan sejuk" pada sambungan elemen struktur, para arkitek mengemukakan idea untuk membahagikan struktur bangunan menjadi bahagian dalaman dan luaran. Seluruh bahagian dalaman struktur dibungkus sepenuhnya dengan lapisan penebat haba, yang disebut "selimut", dan oleh itu ditutup sepenuhnya. Lebih-lebih lagi, penebat haba pondasi bersebelahan dengan penebat haba dinding, mewujudkan gelung tertutup, yang memungkinkan untuk menyelesaikan sepenuhnya masalah "jambatan sejuk". Namun, kerana penyelesaian ini, kanopi, awning dan elemen fasad yang serupa harus dilekatkan pada struktur luaran tambahan yang tidak terhubung ke bingkai utama.
Perhatian khusus diberikan kepada penyederhanaan komponen struktur. Pasukan projek terpaksa menghabiskan banyak usaha untuk mencari keseimbangan antara kehilangan haba melalui tingkap dan radiasi matahari, yang penting untuk pemanasan pasif, yang akhirnya menyebabkan kawalan ketat terhadap semua tingkap dan pintu di bangunan.
Semua bahan yang digunakan dalam pembinaan sekolah mesra alam dan sebahagian besarnya dihasilkan di England sendiri, yang meminimumkan pelepasan CO2 dari pengangkutan bahan. Kami juga menggunakan Warmcell - penebat haba yang terbuat dari kertas surat kitar semula.
Pada bulan setengah pertama setelah selesai pembinaan, arkitek mengunjungi sekolah mereka setiap minggu (kemudian - dua minggu sekali dan sebulan sekali) untuk memantau fungsi semua sistem dan memahami bagaimana perasaan penduduknya di dalam bangunan. Selain mengukur jumlah tenaga yang digunakan, tahap CO2, suhu dan kelembapan, Architype meminta semua staf sekolah untuk mencatat bagaimana bangunan itu "berfungsi" dan bagaimana perasaan mereka di dalamnya. Semua maklumat ini dikumpulkan dan dibincangkan dalam perjumpaan dengan kontraktor untuk memperbaiki projek masa depan.
Oleh itu, dalam salah satu projek sekolah pertama, didapati bahawa tahap tenaga primer yang dimakan jauh melebihi norma. Ini disebabkan oleh adanya pemanasan di ruang pam penyiram, yang tidak terlindung termal. Sebaliknya, dalam proses pemantauan, para arkitek mendapati bahawa sistem pengudaraan pemulihan panas menjadikan anak-anak lebih prihatin di dalam kelas, ketika mereka menghirup udara segar.
Oleh kerana bangunan ini bertebat dengan sempurna dan kedap udara, satu dandang domestik cukup untuk memanaskannya, kerana pangsapuri biasanya dipanaskan di England, tetapi semasa reka bentuk, perkhidmatan teknikal sekolah meminta memasang dandang tambahan kedua - yang kemudian tentu, ternyata berlebihan. Komisi yang memeriksa bangunan menarik perhatian pada kenyataan bahawa, walaupun cuaca sejuk, kedua-dua dandang dimatikan - kerana walaupun tanpa memanaskan bahagian dalam bangunan tetap pada suhu yang selesa.
Sepanjang tempoh pemantauan, yang berlangsung selama setahun, para arkitek memberitahu staf sekolah mereka bagaimana menggunakan pencahayaan, pengudaraan dan sistem lain dengan betul di bangunan yang tidak biasa ini, dan bahkan menerbitkan "manual pengguna" yang digambarkan. Architype juga menghabiskan banyak masa untuk menerangkan kepada pelajar mengapa tenaga diperlukan, di mana mendapatkannya dan, yang paling penting, bagaimana menjimatkannya. Pelajar sekolah juga dibenarkan memberi komen kepada guru sekiranya, misalnya, mereka lupa mematikan lampu. Anak-anak gembira dengan prospek seperti itu, yang tidak dapat dikatakan tentang guru.
Menurut hasil tahun pemantauan, didapati bahawa bangunan sekolah "pasif" Architype sebenarnya menggunakan tidak lebih dari 14-15 kWh / m2 per tahun, sementara sekolah-sekolah sebelumnya dari arkitek yang sama menggunakan 40-50 kWh / m2 per tahun; namun, sekolah biasa di England menggunakan 100 kWh / m2 setahun.
Menganalisis keseluruhan proses membuat dan melaksanakan projek, kita dapat menyimpulkan bahawa kejayaan sebahagian besarnya disebabkan oleh kerja yang diselaraskan oleh seluruh pasukan: pelanggan dengan siapa Architype telah bekerjasama selama bertahun-tahun, kontraktor, arkitek dan pereka. Mesyuarat dan rundingan yang banyak membolehkan semua anggota pasukan sejak awal memahami dengan jelas apa yang sedang dilakukan dan mengapa. Sebilangan besar pemeriksaan dan ujian juga telah dilakukan, termasuk ujian asap, yang menentukan sesak bangunan.
Architype telah berjaya mencapai hasil yang luar biasa menggunakan standard Passivhaus sebagai alat reka bentuk dan tanpa mengeluarkan dana tambahan untuk teknologi cekap tenaga (walaupun biasanya bangunan Passivhaus melunaskan dengan cepat: rata-rata 5-10 tahun bergantung pada harga tenaga). Dengan mendasarkan alur kerja mereka untuk memerhatikan apa dan bagaimana "berfungsi" di sebuah bangunan, arkitek ini berusaha untuk mendapatkan kualiti dengan mempermudah bangunan itu sendiri dan perinciannya, sambil membuktikan bahawa kecekapan tenaga tidak bertentangan dengan keindahan dan keanggunan. Seperti yang dikatakan oleh pemuzik Charles Mingus, "Menyederhanakan kesederhanaan adalah perkara biasa. Dan penyederhanaan kerumitan adalah kreativiti”: inilah falsafah yang dipatuhi oleh bengkel Architype.
