Valge katus, uuenduslikud päikesevarjud ja bioklimaatiline disain Madridis

Eeldatakse, et Madridi piirkonnas toimuvad kliimatingimustes üsna tõsised muutused, eelkõige seoses kõrgete päevaste ja öiste temperatuuride arvu ja kestusega ning sademete vähenemisega. Peamiste kliimamudelite kogumi mudeliprognooside keskmine, mida on vähendatud kohaliku omavalitsuse tasandile kliimastsenaariumi RCP8.5 alusel, osutab kuumade ööde arvu märkimisväärsele suurenemisele (st nende ööde arv, mille keskmine temperatuur on kõrgem kui võrdlusperioodi 90% protsentiil, 2006): 50, 80, 114 ööd vastavalt 2010., 2050. ja 2100 ööd (mudelid on saadaval veebisaidil AdapteCCa. Mudelites prognoositakse ka kuumade päevade arvu suurenemist (keskmine päevatemperatuur on kõrgem kui 90% protsentiil võrdlusperioodil): vastavalt 31, 54 ja 75 päeva 2010., 2050. ja 2100. aastal; samuti kuumalainete kestuses: vastavalt 17, 26 ja 56 päeva 2010., 2050. ja 2100. aastal. Samuti osutavad nad sademete vähenemisele, kuna vähem kui 1 mm sademetega päevade arv suureneb 280-lt 2010. aastal 283-le 2050. aastal 302-le 2100. aastal.

Eeldatakse, et kliimamuutuste mõjud, nagu äärmuslik kuumus, veepuudus ja aeg-ajalt esinevad tugevad vihmasajud, tekitavad Madridi piirkonnale järgmistel aastakümnetel üha tõsisemaid probleeme. Projekti eesmärk oli arendada välja hoone, mis peaks vastama mitmele ambitsioonikale eesmärgile: sellest pidi saama suur, multifunktsionaalne, paindlik, energiatõhus ja kliimamuutustega kohanev hoone, mis kestaks kaua ja mida kohandataks vastavalt muutuvatele oludele.

Kuna IMDEA instituudi energeetikaosakonna eesmärk on viia läbi energiaalast teadus- ja arendustegevust (eriti taastuvenergia ja puhta energia lahenduste osas), kaaluti uue hoone projekteerimisel seost nende üldeesmärkidega. Samal ajal soovisid arendajad projekteerida hoone, mis töötaks pikka aega ja toimiks muutunud kliimatingimustes, kõrgemate suvetemperatuuridega ja ilma jahutamiseks lisaenergiat tarbimata. Hoone projekt pidi hõlmama energiatõhusaid süsteeme, taastuvenergiat, vähendatud energiatarbimist, tõhusaid veesüsteeme, tõhusat ressursikasutust (nt ehitusmaterjalid) ja hoonet ümbritsevaid haljasalasid.

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

Hoone projekteeriti bioklimaatilise arhitektuuri kriteeriumide kohaselt, et saavutada madalad sisetemperatuurid kuumadel perioodidel ning minimeerida energiakasutust jahutamiseks ja valgustamiseks. Hoone fassaadid on tagaventileeritavad 80 mm isolatsiooni ja erinevate välisviimistlustega, mis tagavad optimaalse tulemuse. See on ümbritsetud suurte läbipaistvate pindadega, eriti siseseintes, mis parandavad hoone välimust ja valgustust. Hoone välisküljel kasutatakse horisontaalseid lõiketerasid (fikseeritud suure avaga lõiketerade süsteem), mis tagavad tõhusa päikesevarjutuse ilma vaadet kahjustamata. Need päikesevarjud kaitsevad kasutajaid liigse kuumuse eest, mis on tingitud päikesekiirgusest või pimestamise võimalusest, kui päikese kõrgus on kõige kõrgem või kui kiirguse tase on väga kõrge. Koos hoone õige orientatsiooniga võimaldavad päikesevarjud optimaalselt kasutada sissetulevat valgust madalal päikese kõrgusel (varahommikul, hilisõhtul ja talvepäevadel). Otsese päikese käes olevad katusealad on kaetud spetsiaalse kiirgust peegeldava valge materjaliga, mis vähendab jahutamiseks vajalikku energiat ja panust linna soojussaare efekti.

Erilist tähelepanu on pööratud hoone orientatsioonile: optimaalse fassaadi kujundamiseks vastavalt funktsioonile ja orientatsioonile on projekteeritud ja võrreldud erinevaid fassaadisüsteeme. Hoone projekteeriti moodulitena, nii et seda sai laiendada või jagada, ilma et see mõjutaks selle funktsionaalsust või pilti. Hoone tuum moodustab oma südame kasutamise osas ja on kavandatud loomuliku kohtumis- ja suhtluskohana. Selle ümber on paigutatud uurimisruumid. Nendes ruumides paigutatakse tehniline varustus peale, moodustades seega passiivse kaitsekatte liigse päikesekiirguse ja kuumuse vastu.

Kohanemismeetmed on välja töötatud ka seoses veemajandusega. rakendatakse veesäästusüsteeme; näiteks valamud, tualetid ja pissuaarid tarbivad väga vähe vett ning võrreldes tavapärase hoonega on sääst üle 40%. Lisaks kogutakse ja kasutatakse kogu katusevett haljasalade niisutamiseks või muudel määratlemata eesmärkidel. Arvesse ei võeta mitte ainult äärmuslikke põudasid, vaid ka äärmuslikke sademeid; parkimisel on läbilaskev pind, mis pärast sündmust kiiresti vett tühjendab. Hoonet ümbritsev haljasala on kaetud kohalike puude ja taimedega.

Kliimamuutuste leevendamise meetmed, mida on arvesse võetud, 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 vesijahutussüsteem toetab ka hoone energia- ja veetõhusust. Taastuvate energiaallikatena paigaldatakse põhjaveekihi soojusenergia salvestusrajatis, koostootmine ja päikesepaneelid.

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

Kliimamuutuste leevendamise meetmeid rakendatakse ka käitumuslike meetmete kaudu; elektriautosid ja autode ühiskasutust soodustab spetsiaalsete kohtade reserveerimine IMDEA parkimisalal.

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

Projekti algatas IMDEA instituut (Fundación IMDEA Energía). Hispaanias juhib ehitusprojekte tavaliselt üks osapool ja antud juhul oli selleks järelevalvet teostavaks osapooleks arhitektifirma Arkitools. Ehitusfirma oli SACYR. Projektis osalesid mitmed erinevad konsultandid: HCA (struktuurikonsultandid), OFINCO (installatsioonikonsultandid), INITEC (installatsioonikonsultandid) ja EUROCONSULT (projektijuhtimine). VEGA INGENIERÍA osales LEED sertifitseerimisprotsessis. Móstolese omavalitsus, linn, kus IMDEA hoone asub, toetas projekti, andes maa tasuta.

Hoone projekteerimisele pööratud aeg ja tähelepanu on viinud põhjalikult läbimõeldud ehitusplaani koostamiseni. See algas suhteliselt lihtsa konstruktsioonina, kuid arenes välja kavandamisprotsessi 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 vundamentide mullakatsetuste käigus on samal ajal tehtud katseid põhjaveekihi soojusenergia salvestamise potentsiaali kohta.

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

Ehitusmaksumus oli umbes 9,2 miljonit eurot. Linn ega piirkond ei andnud otsest 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 alusel, 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 maksnud mitte ainult raha, vaid see on mõeldud raha säästmiseks kasutamise ajal. Hoone suur energia- ja veetõhusus võib kaasa tuua madalamad 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 projekteeriti nii, et tulevikus oleks võimalik teha tehnilisi täiustusi.

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

Arkitools ja IMDEA