Valkoinen katto, innovatiiviset aurinkosuojat ja bioilmastosuunnittelu Madridissa

Madridin alueella ilmasto-olosuhteiden odotetaan muuttuvan melko voimakkaasti, erityisesti korkeiden päivä- ja yölämpötilojen lukumäärän ja keston sekä sademäärän vähenemisen osalta. Tärkeimpien ilmastomallien kokonaisuuden malliennusteiden keskiarvo, joka on pienennetty kuntatasolle ilmastoskenaariossa RCP8.5, viittaa kuumien yöpymisten määrän huomattavaan kasvuun (eli yöpymisiin, joiden keskilämpötila on korkeampi kuin viiteajanjakson 2006 90 prosentin persentiili): 50 vuorokautta vuonna 2010, 80 vuorokautta vuonna 2050 ja 114 vuorokautta vuonna 2100 (mallit saatavilla AdapteCCassa. Mallien ennustetaan myös lisäävän kuumia päiviä (keskimääräinen päivälämpötila on korkeampi kuin viiteajanjakson 90 prosentin persentiili): 31 päivää vuonna 2010, 54 päivää vuonna 2050 ja 75 päivää vuonna 2100; sekä lämpöaaltojen aikana: 17 päivää vuonna 2010, 26 päivää vuonna 2050 ja 56 päivää vuonna 2100. Ne viittaavat myös sademäärän vähenemiseen: alle yhden millimetrin sadepäivien määrä kasvoi 280:stä vuonna 2010 283:een vuonna 2050 ja 302:een vuonna 2100.

Ilmastonmuutoksen vaikutusten, kuten äärimmäisen kuumuuden, veden niukkuuden ja satunnaisten rankkasateiden, odotetaan aiheuttavan Madridin alueelle tulevina vuosikymmeninä yhä vakavampia ongelmia. Hankkeen haasteena oli kehittää rakennus, jonka olisi täytettävä useita kunnianhimoisia tavoitteita: siitä oli tultava suuri, monikäyttöinen, joustava, energiatehokas ja ilmastonmuutokseen sopeutuva rakennus, joka kestäisi pitkään ja jota mukautettaisiin muuttuviin olosuhteisiin.

Koska IMDEA-instituutin energiaosaston tavoitteena on energiakysymyksiin (erityisesti uusiutuvaan energiaan ja puhtaan energian ratkaisuihin) liittyvä tutkimus- ja kehitystyö, uuden rakennuksen suunnittelussa otettiin huomioon yhteys näihin yleisiin tavoitteisiin. Samalla rakennuttajat pyrkivät suunnittelemaan rakennuksen, joka toimisi pitkään ja joka toimisi muuttuneissa ilmasto-olosuhteissa, korkeammilla kesälämpötiloilla ja kuluttamatta lisäenergiaa jäähdytykseen. Rakennuksen suunnittelussa oli otettava huomioon energiatehokkaat järjestelmät, uusiutuva energia, energiankäytön vähentäminen, tehokkaat vesijärjestelmät, resurssien (kuten rakennusmateriaalien) tehokas käyttö ja rakennuksen ympärillä olevat viheralueet.

Suurin osa IMDEA-rakennuksen rakentamisessa toteutetuista ratkaisuista on samanaikaisesti ilmastonmuutokseen sopeutumista ja sen hillitsemistä koskevia toimenpiteitä.

Rakennus on suunniteltu bioilmastollisen arkkitehtuurin kriteerien mukaisesti, jotta saavutetaan alhaiset sisälämpötilat kuumina aikoina ja minimoidaan jäähdytyksen ja valaistuksen energiankulutus. Rakennusten julkisivut on tuuletettu takaisin 80 mm:n eristyksellä ja erilaisilla ulkopinnoilla optimaalisen tuloksen saavuttamiseksi. Se on päällystetty suurilla läpinäkyvillä pinnoilla, erityisesti sisäseinissä, jotka parantavat rakennuksen ulkonäköä ja valaistusta. Rakennuksen ulkopuolella käytetään vaakasuoria teriä (”kiinteä suurkovateräjärjestelmä”), mikä tarjoaa tehokkaan aurinkovarjostuksen heikentämättä näkymää. Nämä aurinkovarjot suojaavat käyttäjiä auringon säteilyn aiheuttamalta liialliselta kuumuudelta tai häikäisyn mahdollisuudelta, kun auringon korkeus on korkeimmillaan tai kun säteilytasot ovat erittäin korkeat. Yhdessä rakennuksen oikean suunnan kanssa aurinkovarjot mahdollistavat tulevan valon optimaalisen käytön alhaisen auringonkorkeuden aikoina (varhainen aamu, myöhäinen ilta ja talvipäivät). Suoralle auringolle altistuvat kattoalueet on päällystetty säteilyä heijastavalla erityisellä valkoisella materiaalilla, mikä vähentää jäähdytykseen tarvittavan energian määrää ja vaikutusta kaupunkien lämpösaarekeilmiöön.

Rakennuksen suuntaamisessa on kiinnitetty erityistä huomiota: erilaisia julkisivujärjestelmiä on suunniteltu ja vertailtu optimaalisen julkisivun kehittämiseksi toiminnan ja suunnan mukaan. Rakennus suunniteltiin moduuleina, joten sitä voitiin laajentaa tai jakaa vaikuttamatta sen toimivuuteen tai kuvaan. Rakennuksen ydin muodostaa sen käytön kannalta sydämen ja se on suunniteltu luonnolliseksi kohtaamis- ja vuorovaikutuspaikaksi. Tutkimustilat on sijoitettu sen ympärille. Näissä tiloissa tekniset laitteet sijoitetaan päälle, jolloin ne muodostavat passiivisen suojakuoren liiallista auringon säteilyä ja lämpöä vastaan.

Sopeutumistoimia on kehitetty myös vesihuollon osalta. Käytössä on vedensäästöjärjestelmiä. esimerkiksi pesualtaat, wc:t ja urinaalit kuluttavat hyvin vähän vettä ja säästävät yli 40 prosenttia perinteiseen rakennukseen verrattuna. Lisäksi kaikki katon vesi kerätään ja käytetään viheralueiden kasteluun tai muihin määrittelemättömiin tarkoituksiin. Äärimmäisen kuivuuden lisäksi otetaan huomioon myös äärimmäiset sateet. pysäköintialueella on läpäisevä pinta, joka tyhjentää veden nopeasti tapahtuman jälkeen. Rakennusta ympäröivä vihreä alue on peitetty paikallisilla puilla ja kasveilla.

Huomioon otetuissa ilmastonmuutoksen hillitsemistoimenpiteissä keskitytään pääasiassa energiatehokkuuteen, uusiutuviin energialähteisiin ja energiankulutuksen vähentämiseen. Rakennuksessa on energiatehokkaat tilat ja seuranta- ja valvontajärjestelmä, joilla varmistetaan näiden tilojen optimaalinen käyttö. Tämän seurantajärjestelmän ansiosta rakennuksesta on tullut joka vuosi energiatehokkaampi. Suljettu vesijäähdytysjärjestelmä tukee myös rakennuksen energia- ja vesitehokkuutta. Uusiutuvina energialähteinä asennetaan akviferilämpöenergian varastointilaitteisto, yhteistuotanto ja aurinkopaneelit.

Resurssitehokkuus oli toinen tärkeä painopiste hankkeessa. Rakentamisen aikana käytettiin kierrätettyjä materiaaleja, kuten terästä, alumiinia tai lasia; sekä paikallisesti valmistettuja komponentteja, kuten luonnonkiveä, betonia ja keraamisia materiaaleja. Materiaalien kestävyys oli myös tärkeä kysymys, ja siksi puusta valmistetuilla materiaaleilla on FSC-sertifikaatti. Koko IMDEA-rakennus suunniteltiin ja kehitettiin (Yhdysvaltain Green Building Councilin vahvistamien) Green Building -eritelmien mukaisesti, ja sille myönnettiin LEED Gold -sertifikaatti.

Ilmastonmuutosta lieventäviä toimenpiteitä toteutetaan myös käyttäytymiseen liittyvinä toimenpiteinä. Sähköautoja ja yhteiskyytejä kannustetaan varaamalla erityisiä paikkoja IMDEA-pysäköintialueelle.

Sidosryhmien osallistumisella ei ollut suoraa merkitystä IMDEA:n energiaosaston uuden rakennuksen suunnittelun ja rakentamisen kannalta. Mukana olivat seuraavat keskeiset toimijat:

Hankkeen käynnisti IMDEA-instituutti (Fundación IMDEA Energía). Espanjassa rakennushankkeita hallinnoi yleensä yksi osapuoli, ja tässä tapauksessa tämä valvova osapuoli oli arkkitehtiyritys Arkitools. Rakennusyhtiö oli SACYR. Hankkeeseen osallistui useita eri konsultteja: HCA (rakennekonsultit), OFINCO (asennuskonsultit), INITEC (asennuskonsultit) ja EUROCONSULT (projektinhallinta). VEGA INGENIERÍA avusti LEED-sertifiointiprosessissa. Móstolesin kunta, jossa IMDEA-rakennus sijaitsee, tuki hanketta tarjoamalla maa-alueen ilmaiseksi.

Rakennuksen suunnitteluun käytetty aika ja huomio ovat johtaneet perusteellisesti laadittuun rakennussuunnitelmaan. Se alkoi suhteellisen yksinkertaisena suunnitteluna, mutta kehittyi suunnitteluprosessin aikana energiatehokkuustavoitteiden noustessa ajan mittaan.

Toinen menestystekijä oli se, että hankkeessa keskityttiin integroituun suunnitteluun eikä yksittäisten tekniikoiden selkeään lisäämiseen. Esimerkiksi aurinkopaneelit on asennettu suoraan kattoon sen sijaan, että ne lisättäisiin myöhemmin. Toinen esimerkki on se, että pohjavettä johtavan lämpöenergian varastointipotentiaali on testattu samanaikaisesti perustusten maaperäkokeiden aikana.

Hankkeen alussa ilmasto-, energia- ja kestävyystavoitteet olivat hyvin alhaiset, mutta ne kehittyivät hankkeen aikana. Tavoitteiden ja toimenpiteiden jatkuva päivittäminen pidensi hankkeen kehittämisaikaa huomattavasti.

Rakennuskustannukset olivat noin 9,2 miljoonaa euroa. Kaupunki tai alue ei myöntänyt tukea suoraan, mutta koska Madridin itsehallintoalue perusti IMDEA-instituutin, itsehallintoalue rahoitti välillisesti tätä rakennushanketta.

IMDEA sai rahoitusta talous- ja kilpailukykyministeriön tiedettä ja teknologiaa koskevista ehdotuspyynnöistä, vaikka ei tiedetä, kuinka paljon rahoitusta saatiin. IMDEA sai rahoitusta myös Euroopan aluekehitysrahastosta (EAKR) talous- ja innovointiministeriön ja Madridin itsehallintoalueen välillä allekirjoitetun sopimuksen nojalla, mutta on epäselvää, kuinka suuri osa rahoituksesta osoitettiin rakennukseen ja kuinka suuri osuus tutkimustyöhön. Kaiken kaikkiaan rahoitus on suuruusluokaltaan miljoonia euroja.

Uusi rakennus ei vain maksanut rahaa, vaan sen tarkoituksena on säästää rahaa käyttöaikana. Rakennuksen korkea energia- ja vesitehokkuus voi alentaa tulevaisuudessa energian- ja vedenkulutuksen kustannuksia perinteisiin rakennuksiin verrattuna.

Rakennuksen rakentaminen alkoi toukokuussa 2010 ja valmistui toukokuussa 2012. Rakennuksen energiatehokkuuden seuranta on käynnissä.

Jos rakennusta huolletaan hyvin, sen käyttöiän arvioidaan olevan yli 50 vuotta. Rakennus suunniteltiin siten, että siihen voitaisiin tulevaisuudessa sisällyttää teknisiä parannuksia.

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

Arkitools ja IMDEA