Λευκή οροφή, πρωτοποριακές ηλιακές σχισμές και βιοκλιματικός σχεδιασμός στη Μαδρίτη

Η περιοχή της Μαδρίτης αναμένεται να δει μάλλον σοβαρές αλλαγές στις κλιματικές συνθήκες, ιδίως σε σχέση με τον αριθμό και τη διάρκεια των υψηλών ημερήσιων και νυκτερινών θερμοκρασιών και τη μείωση των βροχοπτώσεων. Ο μέσος όρος των προβολών μοντέλου ενός συνόλου μειζόνων κλιματικών μοντέλων, που έχουν μειωθεί σε επίπεδο δήμων βάσει του κλιματικού σεναρίου RCP8.5, δείχνει σημαντική αύξηση του αριθμού των θερμών διανυκτερεύσεων (δηλ. τις νύχτες με υψηλότερη μέση θερμοκρασία από το 90 % της περιόδου αναφοράς, 2006): 50, 80, 114 διανυκτερεύσεις το 2010, 2050 και 2100 αντίστοιχα (μοντέλα διαθέσιμα σε adapteCCa. Τα μοντέλα προβλέπουν επίσης αύξηση των θερμών ημερών (υψηλότερη μέση ημερήσια θερμοκρασία από το 90 % εκατοστημόριο κατά την περίοδο αναφοράς): 31, 54, 75 ημέρες αντίστοιχα το 2010, το 2050 και το 2100· καθώς και κατά τη διάρκεια των κυμάτων καύσωνα: 17, 26, 56 ημέρες το 2010, 2050 και 2100 αντίστοιχα. Δείχνουν επίσης μείωση των βροχοπτώσεων με τον αριθμό των ημερών με λιγότερο από 1 mm βροχής να αυξάνεται από 280 το 2010 σε 283 το 2050 σε 302 το 2100.

Ως εκ τούτου, οι επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής, όπως η ακραία θερμότητα, η λειψυδρία και οι περιστασιακές έντονες βροχοπτώσεις αναμένεται να δημιουργήσουν όλο και πιο σοβαρά προβλήματα για την περιοχή της Μαδρίτης κατά τις επόμενες δεκαετίες, η πρόκληση του έργου ήταν να αναπτυχθεί ένα κτίριο που θα πρέπει να ανταποκριθεί σε έναν συνδυασμό πολυάριθμων φιλόδοξων στόχων: έπρεπε να γίνει ένα μεγάλο, πολυλειτουργικό, ευέλικτο, ενεργειακά αποδοτικό και προσαρμοσμένο στην κλιματική αλλαγή κτίριο, το οποίο θα διαρκούσε για μεγάλο χρονικό διάστημα και θα ήταν προσαρμοσμένο σε αυτές τις μεταβαλλόμενες συνθήκες.

Δεδομένου ότι στόχος του τμήματος ενέργειας του ινστιτούτου IMDEA είναι η διεξαγωγή έρευνας και ανάπτυξης σε ενεργειακά θέματα (ιδίως όσον αφορά τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και τις λύσεις καθαρής ενέργειας), στο σχεδιασμό του νέου κτιρίου εξετάστηκε η σύνδεση με αυτούς τους πρωταρχικούς στόχους. Ταυτόχρονα, οι προγραμματιστές σκόπευαν να σχεδιάσουν ένα κτίριο που θα λειτουργούσε για μεγάλο χρονικό διάστημα και θα λειτουργούσε υπό μεταβαλλόμενες κλιματικές συνθήκες, με υψηλότερες θερμοκρασίες το καλοκαίρι και χωρίς να καταναλώνει πρόσθετη ενέργεια για ψύξη. Ο σχεδιασμός του κτιρίου έπρεπε να περιλαμβάνει ενεργειακά αποδοτικά συστήματα, ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, μειωμένη χρήση ενέργειας, αποδοτικά συστήματα νερού, αποδοτική χρήση των πόρων (όπως οικοδομικά υλικά) και χώρους πρασίνου γύρω από το κτίριο.

Οι περισσότερες από τις λύσεις που εφαρμόζονται στην κατασκευή του κτιρίου του IMDEA είναι ταυτόχρονα μέτρα προσαρμογής στην κλιματική αλλαγή και μετριασμού.

Το κτίριο σχεδιάστηκε σύμφωνα με τα κριτήρια της βιοκλιματικής αρχιτεκτονικής, με σκοπό την επίτευξη χαμηλών θερμοκρασιών εσωτερικού χώρου κατά τις ζεστές περιόδους και την ελαχιστοποίηση της χρήσης ενέργειας για ψύξη και φωτισμό. Οι προσόψεις κτιρίων είναι πίσω-αεριζόμενες με απομόνωση 80 mm και διαφορετικά εξωτερικά φινιρίσματα για βέλτιστο αποτέλεσμα. Περιβάλλεται από μεγάλες διαφανείς επιφάνειες, ειδικά στους εσωτερικούς τοίχους, οι οποίοι βελτιώνουν την εμφάνιση και το φωτισμό του κτιρίου. Οι οριζόντιες λεπίδες («σταθερό σύστημα μεγάλων λεπίδων») χρησιμοποιούνται στο εξωτερικό του κτιρίου, προσφέροντας έτσι αποτελεσματική ηλιακή σκίαση χωρίς να αλλοιώνεται η θέα. Αυτές οι ηλιακές σκίες προστατεύουν τους χρήστες από ένα υπερβολικό επίπεδο θερμότητας λόγω της ηλιακής ακτινοβολίας ή την πιθανότητα λάμψης όταν το ηλιακό υψόμετρο είναι στο υψηλότερο ή όταν τα επίπεδα της ακτινοβολίας είναι πολύ υψηλά. Σε συνδυασμό με τον σωστό προσανατολισμό του κτιρίου, οι ηλιοθεραπεία επιτρέπουν τη βέλτιστη χρήση του εισερχόμενου φωτός σε περιόδους χαμηλού ηλιακού υψομέτρου (πρώιμες πρωινές, αργά το βράδυ και χειμερινές ημέρες). Οι χώροι στέγης που εκτίθενται στον άμεσο ήλιο έχουν καλυφθεί με ειδικό λευκό υλικό που αντανακλά την ακτινοβολία, το οποίο μειώνει την ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την ψύξη και τη συμβολή στο φαινόμενο της αστικής θερμικής νησίδας.

Ιδιαίτερη προσοχή έχει δοθεί στον προσανατολισμό του κτιρίου: διαφορετικά συστήματα πρόσοψης έχουν σχεδιαστεί και συγκριθεί με σκοπό την ανάπτυξη της βέλτιστης πρόσοψης ανάλογα με τη λειτουργία και τον προσανατολισμό. Το κτίριο σχεδιάστηκε σε ενότητες, έτσι ώστε να μπορεί να επεκταθεί ή να διαιρεθεί χωρίς να επηρεάζεται η λειτουργικότητα ή η εικόνα του. Ο πυρήνας του κτιρίου σχηματίζει την καρδιά του από την άποψη της χρήσης και έχει σχεδιαστεί ως ένας φυσικός τόπος συνάντησης και αλληλεπίδρασης. Οι χώροι έρευνας είναι τοποθετημένοι γύρω από αυτό. Σε αυτούς τους χώρους ο τεχνικός εξοπλισμός τοποθετείται στην κορυφή, σχηματίζοντας έτσι ένα παθητικό αμυντικό κάλυμμα έναντι της υπερβολικής ηλιακής ακτινοβολίας και θερμότητας.

Έχουν επίσης αναπτυχθεί μέτρα προσαρμογής όσον αφορά τη διαχείριση των υδάτων. Εφαρμόζονται συστήματα εξοικονόμησης νερού· για παράδειγμα, οι νεροχύτες, οι τουαλέτες και τα ουρητήρια καταναλώνουν πολύ λίγο νερό και η εξοικονόμηση είναι πάνω από 40 % σε σύγκριση με ένα συμβατικό κτίριο. Επιπλέον, όλο το νερό από την οροφή συλλέγεται και χρησιμοποιείται για την άρδευση χώρων πρασίνου ή για άλλους μη καθορισμένους σκοπούς. Λαμβάνονται υπόψη όχι μόνο οι ακραίες ξηρασίες, αλλά και οι ακραίες βροχοπτώσεις· ο χώρος στάθμευσης έχει μια διαπερατή επιφάνεια, η οποία αποστραγγίζει το νερό γρήγορα μετά το γεγονός. Ο καταπράσινος χώρος που περιβάλλει το κτίριο είναι καλυμμένος με τοπικά δέντρα και φυτά.

Τα μέτρα μετριασμού της κλιματικής αλλαγής που ελήφθησαν υπόψη εστιάζουν κυρίως στην ενεργειακή απόδοση, τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας. Το κτίριο διαθέτει ενεργειακά αποδοτικές εγκαταστάσεις και σύστημα παρακολούθησης και ελέγχου για τη διασφάλιση της βέλτιστης χρήσης των εν λόγω εγκαταστάσεων. Το κτίριο έχει γίνει πιο ενεργειακά αποδοτικό κάθε χρόνο, λόγω αυτού του συστήματος παρακολούθησης. Ένα κλειστό σύστημα υδρόψυξης υποστηρίζει επίσης την ενεργειακή και υδατική απόδοση του κτιρίου. Εγκατάσταση αποθήκευσης θερμικής ενέργειας υδροφόρου ορίζοντα, συμπαραγωγή και ηλιακοί συλλέκτες εγκαθίστανται ως ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Η αποδοτικότητα των πόρων ήταν ένα άλλο σημαντικό σημείο εστίασης του έργου. Κατά τη διάρκεια της κατασκευής, χρησιμοποιήθηκαν ανακυκλωμένα υλικά, όπως χάλυβας, αλουμίνιο ή γυαλί· καθώς και τοπικά κατασκευασμένα συστατικά, όπως φυσική πέτρα, σκυρόδεμα και κεραμικά υλικά. Η βιωσιμότητα των υλικών ήταν επίσης ένα σημαντικό ζήτημα και, ως εκ τούτου, τα υλικά που προέρχονται από το ξύλο έχουν το πιστοποιητικό FSC. Ολόκληρο το κτίριο IMDEA σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε σύμφωνα με τις προδιαγραφές του Green Building (που ιδρύθηκε από το Συμβούλιο Green Building των ΗΠΑ) και έλαβε την πιστοποίηση LEED Gold.

Τέλος, τα μέτρα μετριασμού της κλιματικής αλλαγής εφαρμόζονται επίσης μέσω μέτρων συμπεριφοράς· τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα και η συνεπιβίβαση αυτοκινήτων ενθαρρύνονται από την κράτηση ειδικών θέσεων στον χώρο στάθμευσης του IMDEA.

Η συμμετοχή των ενδιαφερόμενων μερών δεν είχε άμεση σχέση με τον σχεδιασμό και την κατασκευή του νέου κτιρίου του τμήματος ενέργειας του IMDEA. Συμμετείχαν οι ακόλουθοι βασικοί παράγοντες.

Το έργο ξεκίνησε από το ινστιτούτο IMDEA (Fundación IMDEA Energía). Στην Ισπανία, τα οικοδομικά έργα διοικούνται συνήθως από ένα μέρος και στην περίπτωση αυτή το εν λόγω εποπτεύον κόμμα ήταν η αρχιτεκτονική εταιρεία Arkitools. Η κατασκευαστική εταιρεία ήταν η SACYR. Στο έργο συμμετείχαν διάφοροι σύμβουλοι: HCA (σύμβουλοι δομών), OFINCO (σύμβουλοι εγκαταστάσεων), INITEC (σύμβουλοι εγκαταστάσεων) και EUROCONSULT (διαχείριση έργων). Η Vega INGENIERÍA βοήθησε στη διαδικασία πιστοποίησης LEED. Ο δήμος Móstoles, η πόλη όπου βρίσκεται το κτίριο IMDEA, υποστήριξε το έργο παρέχοντας δωρεάν τη γη.

Ο χρόνος και η προσοχή που δόθηκε στο σχεδιασμό του κτιρίου οδήγησε σε ένα καλά ανεπτυγμένο σχέδιο δόμησης. Ξεκίνησε ως ένας σχετικά απλός σχεδιασμός, αλλά εξελίχθηκε κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σχεδιασμού με αύξηση των στόχων ενεργειακής απόδοσης με την πάροδο του χρόνου.

Ένας άλλος παράγοντας επιτυχίας ήταν ότι το έργο επικεντρώθηκε σε έναν ολοκληρωμένο σχεδιασμό αντί για μια απλή προσθήκη μεμονωμένων τεχνικών. Για παράδειγμα, τα ηλιακά πάνελ έχουν εγκατασταθεί απευθείας στην οροφή αντί να τα προσθέτουν σε μεταγενέστερο στάδιο. Ένα άλλο παράδειγμα είναι ότι κατά τη διάρκεια των δοκιμών εδάφους για τα θεμέλια, πραγματοποιήθηκαν ταυτόχρονα δοκιμές για το δυναμικό αποθήκευσης θερμικής ενέργειας στον υδροφόρο ορίζοντα.

Στην αρχή του έργου οι στόχοι για το κλίμα, την ενέργεια και τη βιωσιμότητα ήταν πολύ χαμηλοί, αλλά εξελίχθηκαν κατά τη διάρκεια του έργου. Η συνεχής επικαιροποίηση των στόχων και των μέτρων επιμήκυνση του χρόνου ανάπτυξης του έργου σημαντικά.

Το κόστος κατασκευής ήταν περίπου 9,2 εκατομμύρια ευρώ. Καμία επιδότηση δεν χορηγήθηκε απευθείας από την πόλη ή την περιφέρεια, αλλά δεδομένου ότι το ινστιτούτο IMDEA δημιουργήθηκε από την Κοινότητα της Μαδρίτης, το εν λόγω οικοδομικό έργο χρηματοδοτήθηκε έμμεσα από την αυτόνομη κοινότητα.

Ο IMDEA έλαβε χρηματοδότηση από προσκλήσεις για την επιστήμη και την τεχνολογία του Υπουργείου Οικονομίας και Ανταγωνιστικότητας, αν και δεν είναι γνωστό το ύψος της χρηματοδότησης που έλαβε. Ο IMDEA έλαβε επίσης χρηματοδότηση από το Ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης (ΕΤΠΑ), μέσω συμφωνίας που υπεγράφη μεταξύ του Υπουργείου Οικονομίας και Καινοτομίας και της Κοινότητας της Μαδρίτης, αλλά δεν είναι σαφές το ποσό της χρηματοδότησης που αφιερώθηκε στο κτίριο και το ύψος του ερευνητικού έργου· συνολικά, η χρηματοδότηση είναι της τάξης των εκατομμυρίων ευρώ.

Το νέο κτίριο δεν κόστισε μόνο χρήματα, αλλά αποσκοπεί στην εξοικονόμηση χρημάτων κατά τη διάρκεια της περιόδου χρήσης. Η υψηλή ενεργειακή και υδατική απόδοση του κτιρίου μπορεί να οδηγήσει σε χαμηλότερο μελλοντικό κόστος για την κατανάλωση ενέργειας και νερού σε σύγκριση με τα συμβατικά κτίρια.

Η κατασκευή του κτιρίου ξεκίνησε τον Μάιο του 2010 και ολοκληρώθηκε τον Μάιο του 2012. Η παρακολούθηση της ενεργειακής απόδοσης του κτιρίου βρίσκεται σε εξέλιξη.

Υπό την προϋπόθεση ότι το κτίριο είναι καλά συντηρημένο, η ωφέλιμη διάρκεια ζωής του εκτιμάται σε πάνω από 50 χρόνια. Το κτίριο σχεδιάστηκε προβλέποντας τη μελλοντική δυνατότητα ενσωμάτωσης τεχνικών βελτιώσεων.

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

Arkitools και IMDEA