Valge katus, uuenduslikud päikesevarjud ja bioklimaatiline disain Madridis

Eeldatakse, et Madridi piirkonnas toimuvad kliimatingimustes üsna tõsised muutused, eelkõige seoses kõrge päevase ja öise temperatuuri arvu ja kestusega ning sademete vähenemisega. Suurte kliimamudelite kogumi mudeliprognooside keskmine, mida on kliimastsenaariumi RCP8.5 alusel vähendatud kohalikule tasandile, osutab kuumade ööde arvu märkimisväärsele suurenemisele (st ööd, mille keskmine temperatuur on kõrgem kui võrdlusperioodi 90 % protsentiil, 2006): 50, 80 ja 114 ööd vastavalt 2010., 2050. ja 2100. aastal (mudelid on saadaval AdapteCCas. Mudelite kohaselt suureneb ka kuumade päevade arv (päeva keskmine temperatuur on kõrgem kui 90 % protsentiil võrdlusperioodil): vastavalt 31, 54 ja 75 päeva 2010., 2050. ja 2100. aastal; ning kuumalainete kestuse ajal: vastavalt 17, 26 ja 56 päeva 2010., 2050. ja 2100. aastal. Samuti osutavad nad sademete vähenemisele: vähem kui 1 mm sademetega päevade arv suurenes 280-lt 2010. aastal 283-le 2050. aastal 302-le 2100. aastal.

Eeldatakse, et kliimamuutuste mõjud, nagu äärmuslik kuumus, veenappus ja juhuslikud tugevad vihmasajud, tekitavad Madridi piirkonnale järgmistel aastakümnetel üha tõsisemaid probleeme. Projekti eesmärk oli arendada välja hoone, mis peaks vastama paljude ambitsioonikate eesmärkide kombinatsioonile: sellest pidi saama suur, multifunktsionaalne, paindlik, energiatõhus ja kliimamuutustega kohanev hoone, mis kestaks pikka aega ja oleks kohandatud nende muutuvate oludega.

Kuna IMDEA instituudi energiaosakonna eesmärk on energiaküsimuste (eriti taastuvenergia ja puhta energia lahenduste) alane teadus- ja arendustegevus, kaaluti uue hoone projekteerimisel seost nende üldiste eesmärkidega. Samal ajal kavandasid arendajad hoone, mis töötaks pikka aega ja toimiks muutunud kliimatingimustes, kõrgemate suviste temperatuuridega ja ilma jahutamiseks lisaenergiat tarbimata. Hoone projekt pidi hõlmama energiatõhusaid süsteeme, taastuvenergiat, väiksemat energiakasutust, tõhusaid veesüsteeme, tõhusat ressursikasutust (nt ehitusmaterjalid) ja hoone ümber asuvaid haljasalasid.

Enamik IMDEA hoone ehitamisel rakendatud lahendusi on samal ajal kliimamuutustega kohanemise ja nende leevendamise meetmed.

Hoone on projekteeritud vastavalt bioklimaatilise arhitektuuri kriteeriumidele, et saavutada madalad sisetemperatuurid kuumadel perioodidel ning minimeerida energiakasutust jahutamiseks ja valgustuseks. Hoone fassaadid on tagasi ventileeritud 80 mm isolatsiooni ja erinevate välisviimistlustega optimaalse tulemuse saavutamiseks. See on ümbritsetud suurte läbipaistvate pindadega, eriti siseruumide seintes, mis parandavad hoone välimust ja valgustust. Hoone välispinnal kasutatakse horisontaalseid labasid (fikseeritud suurte louvre’i labade süsteem), mis tagavad tõhusa päikesevarjutuse, kahjustamata vaadet. Need päikesevarjud kaitsevad kasutajaid liigse kuumuse eest, mis on tingitud päikesekiirgusest või pimestamise võimalusest, kui päikese kõrgus on kõrgeim või kui kiirgustase on väga kõrge. Koos hoone õige orientatsiooniga võimaldavad päikesevarjud sissetuleva valguse optimaalset kasutamist väikese päikesekõrguse ajal (varahommikul, hilisõhtul ja talvepäevadel). Otsese päikesevalgusega kokkupuutuvad katusealad on kaetud kiirgust peegeldava spetsiaalse valge materjaliga, mis vähendab jahutamiseks vajalikku energiat ja panust linna soojussaare efekti.

Erilist tähelepanu on pööratud hoone orientatsioonile: kujundatud ja võrreldud on erinevaid fassaadisüsteeme, et arendada optimaalset fassaadi vastavalt funktsioonile ja orientatsioonile. Hoone projekteeriti moodulitena, nii et seda sai laiendada või jagada, mõjutamata selle funktsionaalsust või pilti. Hoone tuum moodustab selle kasutamise südame ja on kavandatud loomuliku kohtumis- ja suhtluskohana. Uurimisruumid on paigutatud selle ümber. Nendes ruumides paigutatakse tehniline varustus peale, moodustades seega passiivse kaitsekatte liigse päikesekiirguse ja soojuse eest.

Kohanemismeetmed on välja töötatud ka seoses veemajandusega. rakendatakse vee säästmise süsteeme; näiteks valamud, tualetid ja pissuaarid tarbivad väga vähe vett ning võrreldes tavapärase hoonega on sääst üle 40%. Lisaks kogutakse kogu katusevesi kokku ja seda kasutatakse haljasalade niisutamiseks või muudel täpsustamata eesmärkidel. Arvesse ei võeta mitte ainult äärmuslikke põudasid, vaid ka äärmuslikke vihmasadusid; parkimine on läbilaskva pinnaga, mis tühjendab vett kiiresti pärast sündmust. Hoonet ümbritsev haljasala on kaetud kohalike puude ja taimedega.

Arvesse võetud kliimamuutuste leevendamise meetmed keskenduvad peamiselt energiatõhususele, taastuvatele energiaallikatele ja energiatarbimise vähendamisele. Hoones on energiatõhusad rajatised ning seire- ja kontrollisüsteem, et tagada nende rajatiste optimaalne kasutamine. Tänu sellele seiresüsteemile on hoone muutunud igal aastal energiatõhusamaks. Suletud veejahutussüsteem toetab ka hoone energia- ja veetõhusust. Taastuvate energiaallikatena paigaldatakse põhjaveekihi soojusenergia salvestusseade, koostootmine ja päikesepaneelid.

Projekti teine oluline eesmärk oli ressursitõhusus. Ehituse käigus kasutati ringlussevõetud materjale, nagu teras, alumiinium või klaas; samuti kohapeal valmistatud komponendid, nagu looduslik kivi, betoon ja keraamilised materjalid. Oluline küsimus oli ka materjalide jätkusuutlikkus ja seetõttu on puidust saadud materjalidel FSC sertifikaat. Kogu IMDEA hoone projekteeriti ja arendati vastavalt Green Building spetsifikatsioonidele (mille kehtestas USA Green Building Council) ja sai LEED Gold sertifikaadi.

Kliimamuutuste leevendamise meetmeid rakendatakse ka käitumuslike meetmete kaudu; elektriautode ja ühisautode kasutamist soodustab erikohtade broneerimine IMDEA parkimisalal.

Sidusrühmade osalemine ei olnud otseselt seotud IMDEA energiaosakonna uue hoone projekteerimise ja ehitamisega. Kaasatud olid järgmised peamised osalejad.

Projekti algatas IMDEA instituut (Fundación IMDEA Energía). Hispaanias juhib ehitusprojekte tavaliselt üks osapool ja antud juhul oli see järelevalvet teostav osapool arhitektifirma Arkitools. Ehitusettevõte oli SACYR. Projektis osales mitu erinevat konsultanti: HCA (struktuurikonsultandid), OFINCO (paigalduskonsultandid), INITEC (paigalduskonsultandid) ja EUROCONSULT (projektijuhtimine). VEGA INGENIERÍA osales LEEDi sertifitseerimisprotsessis. IMDEA hoone asukohalinna Móstolese omavalitsus toetas projekti, andes maa tasuta kasutusse.

Hoone projekteerimisele pööratud aeg ja tähelepanu on viinud põhjalikult välja töötatud ehitusplaanini. See algas suhteliselt lihtsa disainiga, kuid arenes välja projekteerimisprotsessi käigus, suurendades aja jooksul energiatõhususe eesmärke.

Teine edutegur oli see, et projekt keskendus integreeritud disainile, mitte üksikute tehnikate lihtsale lisamisele. Näiteks on päikesepaneelid paigaldatud otse katusele, selle asemel et neid hiljem lisada. Teine näide on see, et vundamendi muldade katsetamisel on samal ajal katsetatud põhjaveekihi soojusenergia salvestamise potentsiaali.

Projekti alguses olid kliima-, energia- ja jätkusuutlikkuse eesmärgid väga madalad, kuid need muutusid projekti käigus. Eesmärkide ja meetmete pidev ajakohastamine pikendas märkimisväärselt projekti väljatöötamise aega.

Ehituskulud olid umbes 9,2 miljonit eurot. Linn ega piirkond ei andnud otse toetust, kuid kuna IMDEA instituudi asutas Madridi autonoomne piirkond, rahastas seda ehitusprojekti kaudselt autonoomne piirkond.

IMDEA sai rahalisi vahendeid majandus- ja konkurentsivõime ministeeriumi teadus- ja tehnoloogiaalaste projektikonkursside kaudu, kuigi ei ole teada, kui palju rahalisi vahendeid saadi. IMDEA sai rahalisi vahendeid ka Euroopa Regionaalarengu Fondist (ERF) majandus- ja innovatsiooniministeeriumi ning Madridi autonoomse piirkonna vahel sõlmitud lepingu kaudu, kuid ei ole selge, kui suur osa rahalistest vahenditest eraldati hoonele ja kui suur osa teadusuuringutele; kokku on rahastamine suurusjärgus miljoneid eurosid.

Uus hoone ei läinud lihtsalt raha maksma, vaid on mõeldud raha säästmiseks kasutusaja jooksul. Hoone suur energia- ja veetõhusus võib tuua kaasa väiksemad tulevased energia- ja veetarbimise kulud võrreldes tavapäraste hoonetega.

Hoone ehitus algas 2010. aasta mais ja lõppes 2012. aasta mais. Käimas on hoone energiatõhususe seire.

Kui hoone on hästi hooldatud, on selle kasulik eluiga hinnanguliselt üle 50 aasta. Hoone kavandati nii, et tulevikus oleks võimalik teha tehnilisi parandusi.

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

Arkitools ja IMDEA