Biały dach, innowacyjne zacienienia słoneczne i projekt bioklimatyczny w Madrycie
Oczekuje się, że skutki zmiany klimatu będą miały silny wpływ na region Madrytu i obejmują ekstremalne upały latem, niedobór wody i sporadyczne ulewne opady deszczu.
W 2012 roku został ukończony nowy budynek wydziału energetycznego madryckiego Instytutu Studiów Zaawansowanych (IMDEA). Budynek, położony w Móstoles, 18 km na południowy zachód od centrum Madrytu, zawiera różne rozwiązania w zakresie przystosowania się do zmiany klimatu. Środki te często wywołują jednocześnie efekt łagodzenia zmiany klimatu. Budynek został zaprojektowany zgodnie z kryteriami architektury bioklimatycznej, aby osiągnąć niskie temperatury w pomieszczeniach podczas upałów i zminimalizować zużycie energii do chłodzenia i oświetlenia. Opracowano również środki przystosowania się do zmiany klimatu w odniesieniu do gospodarki wodnej. Wdrożono systemy oszczędzania wody, a cała woda z dachu jest zbierana w celu nawadniania terenów zielonych lub do innych nieokreślonych celów. Bierze się pod uwagę nie tylko ekstremalne susze, ale także ekstremalne opady deszczu; parking posiada przepuszczalną powierzchnię, która szybko odprowadza wodę po wydarzeniu. Środki łagodzące zmianę klimatu koncentrują się głównie na efektywności energetycznej, odnawialnych źródłach energii i zmniejszonym zużyciu energii. Oprócz efektywnego wykorzystania dostępnych (odnawialnych) źródeł energii, budynek koncentruje się na wydajności i wszechstronności poprzez swoją strukturę architektoniczną. Kolejnym ważnym celem projektu było efektywne gospodarowanie zasobami podczas budowy budynku.
Opis studium przypadku
Wyzwania
Oczekuje się, że w rejonie Madrytu nastąpią dość poważne zmiany warunków klimatycznych, zwłaszcza w odniesieniu do liczby i czasu trwania wysokich temperatur dziennych i nocnych oraz spadku opadów. Średnia prognoz modelowych zespołu głównych modeli klimatycznych, zmniejszona do poziomu miejskiego w scenariuszu klimatycznym RCP8.5, wskazuje na wyraźny wzrost liczby gorących nocy (tj. tych nocy o średniej temperaturze wyższej niż 90 % percentyla okresu odniesienia, 2006): 50, 80, 114 nocy odpowiednio w 2010 r., 2050 r. i 2100 (modele dostępne w AdapteCCa). Modele przewidują również wzrost upalnych dni (wyższej średniej temperatury dziennej niż 90 % percentyla w okresie odniesienia): 31, 54, 75 dni odpowiednio w 2010 r., 2050 r. i 2100 r.; jak również w czasie trwania fal upałów: 17, 26, 56 dni odpowiednio w 2010 r., 2050 r. i 2100 r. Wskazują one również na spadek opadów wraz ze wzrostem liczby dni o mniej niż 1 mm deszczu z 280 w 2010 r. do 283 w 2050 r. do 302 w 2100 r.
W związku z tym oczekuje się, że skutki zmiany klimatu, takie jak ekstremalne ciepło, niedobór wody i sporadyczne obfite opady deszczu, będą stanowić coraz poważniejsze problemy dla regionu Madrytu w nadchodzących dziesięcioleciach, wyzwaniem projektu było opracowanie budynku, który musiałby spełnić szereg ambitnych celów: musiał on stać się dużym, wielofunkcyjnym, elastycznym, energooszczędnym i przystosowanym do klimatu budynkiem, który będzie trwał przez długi czas i byłby dostosowany do zmieniających się okoliczności.
Cele
Ponieważ celem działu energetycznego instytutu IMDEA jest prowadzenie badań i rozwoju w kwestiach energetycznych (zwłaszcza w zakresie energii odnawialnej i rozwiązań w zakresie czystej energii), przy projektowaniu nowego budynku uwzględniono związek z tymi nadrzędnymi celami. Jednocześnie deweloperzy dążyli do zaprojektowania budynku, który działałby przez długi czas i funkcjonowałby w zmienionych warunkach klimatycznych, przy wyższych temperaturach letnich i bez zużywania dodatkowej energii do chłodzenia. Projekt budynku musiał obejmować systemy energooszczędne, energię ze źródeł odnawialnych, mniejsze zużycie energii, wydajne systemy wodne, efektywne wykorzystanie zasobów (takie jak materiały budowlane) i tereny zielone wokół budynku.
Taktyki adaptacyjne wdrożone w tym przypadku
Rozwiązania
Większość rozwiązań wdrożonych przy budowie budynku IMDEA to jednocześnie środki adaptacyjne i łagodzące zmiany klimatu.
Budynek został zaprojektowany zgodnie z kryteriami architektury bioklimatycznej, aby osiągnąć niskie temperatury wewnętrzne w okresach upałów i zminimalizować zużycie energii do chłodzenia i oświetlenia. Fasady budynku są wentylowane tyłem z izolacją 80 mm i różnymi wykończeniami zewnętrznymi dla optymalnego wyniku. Jest otoczona dużymi przezroczystymi powierzchniami, zwłaszcza w ścianach wewnętrznych, które poprawiają wygląd i oświetlenie budynku. Na zewnątrz budynku stosuje się ostrza poziome („stały system dużych ostrzy żaluzji”), oferując tym samym skuteczne cieniowanie słoneczne bez uszczerbku dla widoku. Te osłony przeciwsłoneczne chronią użytkowników przed nadmiernym poziomem ciepła spowodowanym promieniowaniem słonecznym lub możliwością oślepienia, gdy wysokość słoneczna jest na najwyższym poziomie lub gdy poziom promieniowania jest bardzo wysoki. Wraz z odpowiednią orientacją budynku, osłony przeciwsłoneczne umożliwiają optymalne wykorzystanie przychodzącego światła w czasach niskiej wysokości słonecznej (wczesne poranki, późne wieczory i zimowe dni). Obszary dachowe narażone na bezpośrednie słońce zostały pokryte specjalnym białym materiałem odbijającym promieniowanie, co zmniejsza ilość energii potrzebnej do chłodzenia i przyczynia się do efektu miejskiej wyspy ciepła.
Szczególną uwagę zwrócono na orientację budynku: różne systemy elewacji zostały zaprojektowane i porównane w celu opracowania optymalnej fasady zgodnie z funkcją i orientacją. Budynek został zaprojektowany w modułach, dzięki czemu można go rozbudować lub podzielić bez wpływu na jego funkcjonalność lub wizerunek. Rdzeń budynku stanowi jego serce pod względem użytkowania i jest zaprojektowany jako naturalne miejsce spotkań i interakcji. Wokół niego umieszczone są przestrzenie badawcze. W tych pomieszczeniach sprzęt techniczny jest umieszczony na wierzchu, tworząc w ten sposób pasywną osłonę obronną przed nadmiernym promieniowaniem słonecznym i ciepłem.
Opracowano również środki dostosowawcze w odniesieniu do gospodarki wodnej. Wdrażane są systemy oszczędzania wody; na przykład zlewozmywaki, toalety i pisuary zużywają bardzo mało wody, a oszczędność wynosi ponad 40 % w porównaniu z konwencjonalnym budynkiem. Dodatkowo cała woda z dachu jest zbierana i wykorzystywana do nawadniania terenów zielonych lub do innych nieokreślonych celów. Bierze się pod uwagę nie tylko ekstremalne susze, ale także ekstremalne opady deszczu; parking posiada przepuszczalną powierzchnię, która szybko odprowadza wodę po wydarzeniu. Teren zielony otaczający budynek jest pokryty lokalnymi drzewami i roślinami.
Środki łagodzące zmianę klimatu, które zostały uwzględnione, koncentrują się głównie na efektywności energetycznej, odnawialnych źródłach energii i zmniejszonym zużyciu energii. Budynek posiada energooszczędne obiekty oraz system monitorowania i kontroli w celu zapewnienia optymalnego wykorzystania tych obiektów. Z roku na rok budynek staje się bardziej energooszczędny, dzięki temu systemowi monitorowania. Zamknięty system chłodzenia wodą wspiera również efektywność energetyczną i wodną budynku. Instalacja magazynowania energii cieplnej w warstwie wodonośnej, kogeneracja i panele słoneczne są instalowane jako odnawialne źródła energii.
Kolejnym ważnym celem projektu było efektywne gospodarowanie zasobami. Podczas budowy wykorzystano materiały pochodzące z recyklingu, takie jak stal, aluminium lub szkło; a także lokalnie wykonane komponenty, takie jak kamień naturalny, beton i materiały ceramiczne. Ważną kwestią była również trwałość materiałów, a zatem materiały pochodzące z drewna posiadają certyfikat FSC. Cały budynek IMDEA został zaprojektowany i opracowany zgodnie ze specyfikacjami Green Building (ustanowionymi przez US Green Building Council) i uzyskał certyfikat LEED Gold.
Wreszcie środki łagodzące zmiany klimatu są również wdrażane za pomocą środków behawioralnych; samochody elektryczne i carpooling są zachęcane przez rezerwację specjalnych miejsc na parkingu IMDEA.
Przydatność
Przypadek opracowany, wdrożony i częściowo sfinansowany jako środek przystosowania się do zmiany klimatu.
Dodatkowe Szczegóły
Udział zainteresowanych stron
Udział zainteresowanych stron nie miał bezpośredniego znaczenia dla projektowania i budowy nowego budynku działu energetycznego IMDEA. Zaangażowali się następujące kluczowe podmioty.
Projekt został zainicjowany przez Instytut IMDEA (Fundación IMDEA Energía). W Hiszpanii projekty budowlane są zazwyczaj zarządzane przez jedną ze stron, a w tym przypadku stroną nadzorującą była firma architektoniczna Arkitools. Firmą budowlaną był SACYR. W projekcie wzięło udział kilku różnych konsultantów: HCA (konsultanci struktur), OFINCO (konsultanci instalacyjni), INITEC (konsultanci instalacyjni) i EUROCONSULT (zarządzanie projektami). Vega INGENIERÍA pomagała w procesie certyfikacji LEED. Gmina Móstoles, miasto, w którym znajduje się budynek IMDEA, wspierała projekt, udostępniając grunty za darmo.
Czynniki sukcesu i czynniki ograniczające
Czas i uwaga poświęcona zaprojektowaniu budynku doprowadziła do dokładnie opracowanego planu budowy. Zaczęło się od stosunkowo prostego projektu, ale ewoluowało podczas procesu projektowania wraz ze wzrostem celów w zakresie efektywności energetycznej z czasem.
Kolejnym czynnikiem sukcesu było to, że projekt koncentrował się na zintegrowanym projekcie zamiast prostego dodawania poszczególnych technik. Na przykład panele słoneczne zostały zainstalowane bezpośrednio w dachu, zamiast dodawać je na późniejszym etapie. Innym przykładem jest to, że podczas badania gleby dla fundamentów przeprowadzono jednocześnie testy potencjału magazynowania energii cieplnej w warstwie wodonośnej.
Na początku projektu cele w zakresie klimatu, energii i zrównoważonego rozwoju były bardzo niskie, ale ewoluowały w trakcie realizacji projektu. Ciągła aktualizacja celów i środków znacznie wydłużyła czas realizacji projektu.
Koszty i korzyści
Koszt budowy wyniósł około 9,2 mln euro. Miasto lub region nie udzieliły dotacji bezpośrednio, ale ponieważ Instytut IMDEA został utworzony przez Wspólnotę Madrytu, ten projekt budowlany był pośrednio finansowany przez wspólnotę autonomiczną.
IMDEA otrzymała dofinansowanie z zaproszeń do udziału w konkursie na naukę i technologię Ministerstwa Gospodarki i Konkurencyjności, choć nie wiadomo, ile środków otrzymano. IMDEA otrzymała również finansowanie z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego (EFRR) w drodze umowy podpisanej między Ministerstwem Gospodarki i Innowacji a Wspólnotą Madrytu, ale nie jest jasne, ile środków przeznaczono na budynek i ile na prace badawcze; w sumie finansowanie jest w porządku wielkości milionów euro.
Nowy budynek nie tylko kosztował, ale ma zaoszczędzić pieniądze w okresie użytkowania. Wysoka efektywność energetyczna i wodna budynku może skutkować niższymi przyszłymi kosztami zużycia energii i wody w porównaniu z budynkami konwencjonalnymi.
Aspekty Prawne
Czas wdrożenia
Budowa budynku rozpoczęła się w maju 2010 r. i została ukończona w maju 2012 r. Trwa monitorowanie charakterystyki energetycznej budynku.
Okres użytkowania
Pod warunkiem, że budynek jest dobrze utrzymany, jego żywotność szacuje się na ponad 50 lat. Budynek został zaprojektowany z myślą o przyszłej możliwości wprowadzenia usprawnień technicznych.
Źródło informacji
Kontakt
Jaime García Rodríguez
Arkitools
Calle Anunciación 8, Local 2
Madrid 28009, Spain
E-mail: info@arkitools.com
Strony internetowe
Źródło
Arkitools and IMDEA
Opublikowane w Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Ostatnia modyfikacja w Climate-ADAPT Apr 18 2024
Skontaktuj się z nami w przypadku jakichkolwiek innych zapytań na temat tego studium przypadku lub w celu udostępnienia nowego studium przypadku (e -mail climate.adapt@eea.europa.eu )
Słowa kluczowe:
Elementy adaptacyjne:
Sektory:
Wpływ klimatu:
Poziom zarządzania:
Charakterystyka geograficzna:
Europe