Bílá střecha, inovativní solární stínění a bioklimatický design v Madridu

Očekává se, že v oblasti Madridu dojde k poměrně závažným změnám klimatických podmínek, zejména pokud jde o počet a trvání vysokých denních a nočních teplot a pokles srážek. Průměrné modelové projekce souboru hlavních klimatických modelů, které byly v rámci klimatického scénáře RCP8.5 sníženy na obecní úroveň, ukazují na výrazný nárůst počtu horkých nocí (tj. nocí s vyšší průměrnou teplotou, než je 90% percentil referenčního období, 2006): 50, 80, 114 nocí v roce 2010, 2050 a 2100 (modely dostupné v AdapteCCa. Modely rovněž předpokládají nárůst horkých dnů (vyšší průměrná denní teplota než 90% percentil v referenčním období): 31, 54, 75 dnů v roce 2010, 2050 a 2100; jakož i v době trvání vln veder: 17, 26, 56 dnů v roce 2010, 2050 a 2100. Rovněž poukazují na pokles srážek, přičemž počet dnů s méně než 1 mm srážek se zvýšil z 280 v roce 2010 na 283 v roce 2050 na 302 v roce 2100.

Očekává se, že dopady změny klimatu, jako je extrémní teplo, nedostatek vody a občasné silné deště, budou v nadcházejících desetiletích představovat pro madridský region stále závažnější problémy. Výzvou projektu bylo vyvinout budovu, která by musela splňovat kombinaci mnoha ambiciózních cílů: musela se stát velkou, multifunkční, flexibilní, energeticky účinnou a klimaticky adaptivní budovou, která bude trvat dlouhou dobu a bude přizpůsobena těmto měnícím se okolnostem.

Vzhledem k tomu, že cílem energetického oddělení ústavu IMDEA je provádět výzkum a vývoj v oblasti energetiky (zejména pokud jde o obnovitelné zdroje energie a řešení v oblasti čisté energie), bylo při návrhu nové budovy zváženo spojení s těmito zastřešujícími cíli. Současně se vývojáři snažili navrhnout budovu, která by fungovala po dlouhou dobu a která by fungovala za změněných klimatických podmínek, s vyššími letními teplotami a bez spotřeby dodatečné energie na chlazení. Návrh budovy musel zahrnovat energeticky účinné systémy, energii z obnovitelných zdrojů, sníženou spotřebu energie, účinné vodní systémy, účinné využívání zdrojů (jako jsou stavební materiály) a zelené plochy kolem budovy.

Většina řešení realizovaných při výstavbě budovy IMDEA jsou současně opatření pro přizpůsobení se změně klimatu a její zmírnění.

Budova byla navržena podle kritérií bioklimatické architektury s cílem dosáhnout nízkých vnitřních teplot v horkých obdobích a minimalizovat spotřebu energie pro chlazení a osvětlení. Fasády budov jsou zpětně větrány s izolací 80 mm a různými vnějšími úpravami pro optimální výsledek. Je obklopen velkými průhlednými plochami, zejména ve vnitřních stěnách, které zlepšují vzhled a osvětlení budovy. Horizontální lopatky („pevný systém lopatek s velkými žaluziemi“) se používají na vnější straně budovy, a nabízejí tak účinné sluneční zastínění bez narušení výhledu. Tyto sluneční clony chrání uživatele před nadměrnou úrovní tepla v důsledku slunečního záření nebo možnosti oslnění, když je sluneční nadmořská výška nejvyšší nebo když jsou úrovně záření velmi vysoké. Sluneční clony spolu se správnou orientací budovy umožňují optimální využití přicházejícího světla v dobách nízké sluneční nadmořské výšky (ranní, pozdní večerní a zimní dny). Střešní plochy vystavené přímému slunci byly pokryty speciálním bílým materiálem odrážejícím záření, což snižuje množství energie potřebné pro chlazení a přispívá k efektu městských tepelných ostrovů.

Zvláštní pozornost byla věnována orientaci budovy: byly navrženy a porovnány různé fasádní systémy s cílem vyvinout optimální fasádu podle funkce a orientace. Budova byla navržena v modulech, takže mohla být rozšířena nebo rozdělena bez ovlivnění její funkčnosti nebo obrazu. Jádro budovy tvoří jeho srdce z hlediska použití a je navrženo jako přirozené místo setkání a interakce. Výzkumné prostory jsou umístěny kolem něj. V těchto prostorách je technické vybavení umístěno nahoře, čímž vytváří pasivní obranný kryt proti nadměrnému slunečnímu záření a teplu.

Byla rovněž vypracována adaptační opatření, pokud jde o hospodaření s vodou. jsou zavedeny systémy pro úsporu vody; například umyvadla, toalety a pisoáry spotřebovávají velmi málo vody a úspora je více než 40 % ve srovnání s běžnou budovou. Kromě toho je veškerá voda ze střechy shromažďována a používána k zavlažování zelených ploch nebo pro jiné nespecifikované účely. Zohledňují se nejen extrémní sucha, ale také extrémní dešťové srážky; parkoviště má propustný povrch, který po akci rychle odvádí vodu. Zelená plocha kolem budovy je pokryta místními stromy a rostlinami.

Opatření ke zmírnění změny klimatu, která byla vzata v úvahu, se zaměřují především na energetickou účinnost, obnovitelné zdroje energie a sníženou spotřebu energie. Budova má energeticky účinná zařízení a monitorovací a kontrolní systém, který zajišťuje optimální využití těchto zařízení. Díky tomuto monitorovacímu systému se budova každým rokem stává energeticky účinnější. Uzavřený systém vodního chlazení také podporuje energetickou a vodní účinnost budovy. Jako obnovitelné zdroje energie jsou instalovány akumulační zařízení pro tepelnou energii ve vodonosné vrstvě, kombinovaná výroba tepla a elektřiny a solární panely.

Dalším důležitým bodem projektu byla efektivita využívání zdrojů. Během výstavby byly použity recyklované materiály, jako je ocel, hliník nebo sklo; stejně jako lokálně vyráběné komponenty, jako je přírodní kámen, beton a keramické materiály. Důležitou otázkou byla také udržitelnost materiálů, a proto mají materiály získané ze dřeva certifikát FSC. Celá budova IMDEA byla navržena a vyvinuta podle specifikací Green Building (stanovených americkou radou Green Building Council) a získala certifikaci LEED Gold.

Opatření ke zmírnění změny klimatu jsou rovněž prováděna prostřednictvím behaviorálních opatření; Elektrická vozidla a spolujízda jsou podporovány rezervací zvláštních míst na parkovišti IMDEA.

Účast zúčastněných stran nebyla přímo relevantní pro návrh a výstavbu nové budovy energetického oddělení IMDEA. Zapojeni byli následující klíčoví aktéři.

Projekt byl iniciován institutem IMDEA (Fundación IMDEA Energía). Ve Španělsku jsou stavební projekty obvykle řízeny jednou stranou a v tomto případě dohlížející stranou byla architektonická společnost Arkitools. Stavební společností byla SACYR. Na projektu se podílelo několik různých konzultantů: HCA (konzultanti v oblasti struktur), OFINCO (konzultanti v oblasti instalací), INITEC (konzultanti v oblasti instalací) a EUROCONSULT (řízení projektů). VEGA INGENIERÍA asistovala v procesu certifikace LEED. Obec Móstoles, město, kde se nachází budova IMDEA, podpořila projekt tím, že poskytla pozemky zdarma.

Čas a pozornost věnovaná návrhu budovy vedla k důkladně vypracovanému stavebnímu plánu. Začalo to jako relativně jednoduchý návrh, ale během procesu návrhu se vyvíjelo se zvýšením cílů energetické účinnosti v průběhu času.

Dalším faktorem úspěchu bylo, že projekt byl zaměřen na integrovaný design namísto jednoduchého přidání jednotlivých technik. Například solární panely byly instalovány ve střeše přímo namísto jejich přidání v pozdější fázi. Dalším příkladem je, že při půdních zkouškách základů byly současně provedeny zkoušky potenciálu akumulace tepelné energie ve vodonosné vrstvě.

Na začátku projektu byly cíle v oblasti klimatu, energetiky a udržitelnosti velmi nízké, ale v průběhu projektu se vyvíjely. Průběžná aktualizace cílů a opatření značně prodloužila dobu přípravy projektu.

Náklady na výstavbu činily přibližně 9,2 milionu eur. Město ani region neposkytly přímo žádnou dotaci, ale vzhledem k tomu, že institut IMDEA byl vytvořen Madridským společenstvím, byl tento stavební projekt nepřímo financován autonomní komunitou.

IMDEA obdržela finanční prostředky z výzev pro vědu a techniku ministerstva hospodářství a konkurenceschopnosti, ačkoli není známo, kolik finančních prostředků bylo obdrženo. IMDEA rovněž obdržela finanční prostředky z Evropského fondu pro regionální rozvoj (EFRR) na základě dohody podepsané mezi ministerstvem hospodářství a inovací a Madridským společenstvím, není však jasné, kolik finančních prostředků bylo věnováno na budovu a kolik na výzkumnou činnost; celkové finanční prostředky se pohybují v řádech milionů eur.

Nová budova nejen stála peníze, ale má ušetřit peníze během doby užívání. Vysoká energetická a vodní účinnost budovy může vést k nižším budoucím nákladům na spotřebu energie a vody ve srovnání s konvenčními budovami.

Výstavba budovy byla zahájena v květnu 2010 a dokončena v květnu 2012. Probíhá monitorování energetické náročnosti budovy.

Za předpokladu, že budova je dobře udržovaná, její životnost se odhaduje na více než 50 let. Budova byla navržena s ohledem na budoucí možnost začlenění technických zlepšení.

Jaime García Rodríguez
Arkitools
Calle Anunciación 8, Local 2
Madrid 28009, Spain
E-mail: info@arkitools.com 

Arkitooly a IMDEA