Valkoinen katto, innovatiiviset aurinkosuojat ja bioilmastosuunnittelu Madridissa

Madridin alueen ilmasto-oloissa odotetaan tapahtuvan melko vakavia muutoksia, jotka liittyvät erityisesti korkeiden päivä- ja yölämpötilojen määrään ja kestoon sekä sademäärän vähenemiseen. Tärkeimpien ilmastomallien kokonaisuuden malliennusteiden keskiarvo, joka on skaalattu kuntatasolle ilmastoskenaariossa RCP8.5, viittaa kuumien öiden määrän huomattavaan kasvuun (eli niihin öihin, joiden keskilämpötila on korkeampi kuin vertailujakson 90 prosentin prosenttipiste, 2006): 50 yötä vuonna 2010, 80 yötä vuonna 2050 ja 114 yötä vuonna 2100 (mallit saatavilla AdapteCCa-tietokannassa). Mallit ennustavat myös kuumien päivien lisääntymistä (päivän keskilämpötila on korkeampi kuin 90 prosentin persentiili viiteajanjaksolla): 31 päivää vuonna 2010, 54 päivää vuonna 2050 ja 75 päivää vuonna 2100; sekä helleaaltojen keston aikana: 17 päivää vuonna 2010, 26 päivää vuonna 2050 ja 56 päivää vuonna 2100. Ne viittaavat myös sademäärän vähenemiseen, kun alle yhden millimetrin sadepäivien määrä kasvaa 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 yhä vakavampia ongelmia tulevina vuosikymmeninä. 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 mukautuisi muuttuviin olosuhteisiin.

Koska IMDEA-instituutin energiaosaston tavoitteena on tutkia ja kehittää energiakysymyksiä (erityisesti uusiutuvan energian ja puhtaan energian ratkaisuja), yhteys näihin yleisiin tavoitteisiin otettiin huomioon uuden rakennuksen suunnittelussa. Samalla rakennuttajat pyrkivät suunnittelemaan rakennuksen, joka toimisi pitkään ja joka toimisi muuttuneissa ilmasto-olosuhteissa, korkeammissa kesälämpötiloissa ja ilman lisäenergiaa jäähdytykseen. Rakennuksen suunnittelussa oli otettava huomioon energiatehokkaat järjestelmät, uusiutuva energia, energiankulutuksen vähentäminen, tehokkaat vesijärjestelmät, tehokas resurssien käyttö (kuten rakennusmateriaalit) ja rakennuksen ympärillä olevat viheralueet.

Suurin osa IMDEA-rakennuksen rakentamisessa toteutettavista ratkaisuista on samanaikaisesti ilmastonmuutokseen sopeutumista ja sen hillitsemistä.

Rakennus suunniteltiin bioilmastollisen arkkitehtuurin kriteerien mukaisesti, jotta saavutetaan alhaiset sisälämpötilat kuumina aikoina ja minimoidaan jäähdytys- ja valaistusenergian käyttö. Rakennuksen julkisivut on tuuletettu 80 mm:n eristyksellä ja erilaisilla ulkopinnoilla optimaalisen lopputuloksen saavuttamiseksi. Se on päällystetty suurilla läpinäkyvillä pinnoilla, erityisesti sisäseinissä, jotka parantavat rakennuksen ulkonäköä ja valaistusta. Rakennuksen ulkopuolella käytetään vaakasuuntaisia teriä (”kiinteä suurikokoinen louvre-teräjärjestelmä”), jotka tarjoavat tehokkaan aurinkosuojan heikentämättä näkymää. Nämä aurinkovarjot suojaavat käyttäjiä liialliselta lämpötasolta, joka johtuu auringon säteilystä tai häikäisyn mahdollisuudesta, kun aurinkokorkeus on korkeimmillaan tai kun säteilytasot ovat erittäin korkeat. Yhdessä rakennuksen oikean suunnan kanssa aurinkovarjot mahdollistavat saapuvan valon optimaalisen käytön aikoina, jolloin aurinko on matalalla (varhainen aamu, myöhäinen ilta ja talvipäivät). Suoralle auringolle altistuvat kattoalueet on päällystetty erityisellä valkoisella säteilyä heijastavalla materiaalilla, mikä vähentää jäähdytykseen tarvittavan energian määrää ja vaikutusta kaupunkien lämpösaarekevaikutukseen.

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

Sopeutumistoimia on kehitetty myös vesienhoidon osalta. otetaan käyttöön vettä säästäviä järjestelmiä; esimerkiksi pesualtaat, wc:t ja urinaalit kuluttavat hyvin vähän vettä ja säästö on yli 40 prosenttia perinteiseen rakennukseen verrattuna. Lisäksi kaikki katolta tuleva 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 viheralue on peitetty paikallisilla puilla ja kasveilla.

Huomioon otetut ilmastonmuutoksen hillintätoimet keskittyvät pääasiassa energiatehokkuuteen, uusiutuviin energialähteisiin ja energiankulutuksen vähentämiseen. Rakennuksessa on energiatehokkaat tilat sekä seuranta- ja valvontajärjestelmä, jolla varmistetaan näiden tilojen optimaalinen käyttö. Rakennuksesta on tullut joka vuosi energiatehokkaampi tämän valvontajärjestelmän ansiosta. Suljettu vesijäähdytysjärjestelmä tukee myös rakennuksen energia- ja vesitehokkuutta. Uusiutuvina energialähteinä asennetaan akviferin lämpöenergian varastointilaitteisto, yhteistuotanto ja aurinkopaneelit.

Resurssitehokkuus oli hankkeen toinen tärkeä painopiste. 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 johdetuilla materiaaleilla on FSC-sertifikaatti. Koko IMDEA-rakennus suunniteltiin ja kehitettiin Green Building -eritelmien mukaisesti (US Green Building Council) ja sai LEED Gold -sertifikaatin.

Ilmastonmuutosta lieventäviä toimenpiteitä toteutetaan myös käyttäytymiseen liittyvillä toimenpiteillä. Sähköautoja ja kimppakyytejä kannustetaan varaamalla erityisiä paikkoja IMDEA-pysäköintialueella.

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 valvova osapuoli oli arkkitehtiyhtiö 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 maata ilmaiseksi.

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

Toinen menestystekijä oli se, että hankkeessa keskityttiin integroituun suunnitteluun yksittäisten tekniikoiden suoraviivaisen lisäämisen sijaan. Esimerkiksi aurinkopaneelit on asennettu suoraan katolle sen sijaan, että ne lisättäisiin myöhemmin. Toinen esimerkki on, että pohjavettä johtavan kerroksen lämpöenergian varastointipotentiaalia on testattu samanaikaisesti perustusten maaperätestauksen aikana.

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

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

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 innovaatioministeriön ja Madridin itsehallintoalueen allekirjoittaman sopimuksen kautta, mutta on epäselvää, kuinka suuri osa rahoituksesta osoitettiin rakennukseen ja kuinka suuri osa tutkimustyöhön. Yhteensä rahoitus on suuruusluokaltaan miljoonia euroja.

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

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

Jos rakennusta ylläpidetään 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