Biela strecha, inovatívne solárne tienenie a bioklimatický dizajn v Madride

Očakáva sa, že v oblasti Madridu dôjde k pomerne vážnym zmenám klimatických podmienok, najmä v súvislosti s počtom a trvaním vysokých denných a nočných teplôt a poklesom zrážok. Priemer modelových projekcií súboru hlavných klimatických modelov znížených na úroveň obcí podľa klimatického scenára RCP8.5 poukazuje na výrazný nárast počtu horúcich nocí (t. j. nocí s vyššou priemernou teplotou ako 90 % percentil referenčného obdobia, 2006): 50, 80, 114 nocí v roku 2010, 2050 a 2100 (v modeloch dostupných v AdapteCCa. Modely tiež predpokladajú nárast teplých dní (vyššia priemerná denná teplota ako 90 % percentil v referenčnom období): 31, 54, 75 dní v roku 2010, 2050 a 2100; ako aj počas trvania vĺn horúčav: 17, 26, 56 dní v roku 2010, 2050 a 2100. Poukazujú aj na pokles zrážok, pričom počet dní s dažďom menším ako 1 mm sa zvýšil z 280 v roku 2010 na 283 v roku 2050 na 302 v roku 2100.

Očakáva sa, že dôsledky zmeny klímy, ako sú extrémne teplo, nedostatok vody a príležitostné silné zrážky, budú v nasledujúcich desaťročiach pre madridský región predstavovať čoraz vážnejšie problémy. Výzvou projektu bolo vybudovať budovu, ktorá by musela spĺňať kombináciu mnohých ambicióznych cieľov: musela sa stať veľkou, multifunkčnou, flexibilnou, energeticky účinnou budovou adaptabilnou na zmenu klímy, ktorá by vydržala dlho a bola by prispôsobená týmto meniacim sa okolnostiam.

Keďže cieľom oddelenia energetiky inštitútu IMDEA je vykonávať výskum a vývoj v energetických otázkach (najmä pokiaľ ide o obnoviteľné zdroje energie a riešenia v oblasti čistej energie), pri projektovaní novej budovy sa zvažovalo prepojenie s týmito všeobecnými cieľmi. Developeri sa zároveň snažili navrhnúť budovu, ktorá by fungovala dlho a ktorá by fungovala za zmenených klimatických podmienok, s vyššími letnými teplotami a bez spotreby dodatočnej energie na chladenie. Návrh budovy musel zahŕňať energeticky účinné systémy, energiu z obnoviteľných zdrojov, zníženú spotrebu energie, efektívne vodovodné systémy, efektívne využívanie zdrojov (ako sú stavebné materiály) a zelené plochy v okolí budovy.

Väčšina riešení zavedených pri výstavbe budovy IMDEA sú súčasne opatrenia na prispôsobenie sa zmene klímy a opatrenia na jej zmiernenie.

Budova bola navrhnutá podľa kritérií bioklimatickej architektúry s cieľom dosiahnuť nízke vnútorné teploty počas horúcich období a minimalizovať spotrebu energie na chladenie a osvetlenie. Fasády budov sú spätne vetrané s izoláciou 80 mm a rôznymi vonkajšími povrchovými úpravami pre optimálny výsledok. Je obklopený veľkými priehľadnými plochami, najmä vo vnútorných stenách, ktoré zlepšujú vzhľad a osvetlenie budovy. Horizontálne čepele („systém pevných veľkých lamelových čepelí“) sa používajú na vonkajšej strane budovy, čím ponúkajú účinné slnečné zatienenie bez narušenia výhľadu. Tieto slnečné clony chránia používateľov pred nadmernou úrovňou tepla v dôsledku slnečného žiarenia alebo možnosti oslnenia, keď je slnečná nadmorská výška najvyššia alebo keď sú úrovne žiarenia veľmi vysoké. Spolu so správnou orientáciou budovy umožňujú slnečné clony optimálne využitie prichádzajúceho svetla v čase nízkej slnečnej nadmorskej výšky (skoré ráno, neskoré večerné a zimné dni). Strešné plochy vystavené priamemu slnku boli pokryté špeciálnym bielym materiálom odrážajúcim žiarenie, čo znižuje množstvo energie potrebnej na chladenie a prispieva k efektu mestského tepelného ostrova.

Zvláštna pozornosť bola venovaná orientácii budovy: boli navrhnuté a porovnané rôzne fasádne systémy s cieľom vytvoriť optimálnu fasádu podľa funkcie a orientácie. Budova bola navrhnutá v moduloch, takže mohla byť rozšírená alebo rozdelená bez toho, aby to ovplyvnilo jej funkčnosť alebo obraz. Jadro budovy tvorí jeho srdce z hľadiska využitia a je navrhnuté ako prirodzené miesto stretnutia a interakcie. Okolo neho sú umiestnené výskumné priestory. V týchto priestoroch je technické vybavenie umiestnené na vrchu, čím vytvára pasívny ochranný kryt proti nadmernému slnečnému žiareniu a teplu.

Vypracovali sa aj adaptačné opatrenia v súvislosti s hospodárením s vodou. Zavádzajú sa systémy šetrenia vodou; napríklad umývadlá, toalety a pisoáre spotrebujú veľmi málo vody a úspora je viac ako 40 % v porovnaní s bežnou budovou. Okrem toho sa všetka voda zo strechy zhromažďuje a používa na zavlažovanie zelených plôch alebo na iné nešpecifikované účely. Zohľadňujú sa nielen extrémne suchá, ale aj extrémne zrážky; parkovisko má priepustnú plochu, ktorá po udalosti rýchlo odvádza vodu. Zelená plocha okolo budovy je pokrytá miestnymi stromami a rastlinami.

Zohľadnené opatrenia na zmiernenie zmeny klímy sa zameriavajú najmä na energetickú efektívnosť, obnoviteľné zdroje energie a zníženú spotrebu energie. Budova má energeticky účinné zariadenia a monitorovací a kontrolný systém na zabezpečenie optimálneho využívania týchto zariadení. Vďaka tomuto monitorovaciemu systému sa budova každý rok stáva energeticky efektívnejšou. Uzavretý systém vodného chladenia tiež podporuje energetickú a vodnú hospodárnosť budovy. Ako obnoviteľné zdroje energie sa inštalujú zariadenia na uskladňovanie tepelnej energie z kolektora podzemnej vody, kogenerácia a solárne panely.

Ďalším dôležitým zameraním projektu bolo efektívne využívanie zdrojov. Počas výstavby sa používali recyklované materiály, ako je oceľ, hliník alebo sklo; ako aj miestne vyrobené komponenty, ako je prírodný kameň, betón a keramické materiály. Trvalá udržateľnosť materiálov bola tiež dôležitou otázkou, a preto materiály získané z dreva majú certifikát FSC. Celá budova IMDEA bola navrhnutá a vyvinutá podľa špecifikácií zelenej budovy (stanovených americkou radou pre zelené budovy) a získala zlatú certifikáciu LEED.

A napokon, opatrenia na zmiernenie zmeny klímy sa vykonávajú aj prostredníctvom behaviorálnych opatrení; Elektromobily a carpooling sú podporované rezerváciou špeciálnych miest na parkovisku IMDEA.

Účasť zainteresovaných strán nebola priamo relevantná pre projektovanie a výstavbu novej budovy energetického oddelenia IMDEA. Zapojili sa títo kľúčoví aktéri.

Projekt inicioval inštitút IMDEA (Fundación IMDEA Energía). V Španielsku stavebné projekty zvyčajne riadi jedna strana a v tomto prípade bola touto dohliadajúcou stranou architektonická spoločnosť Arkitools. Stavebná spoločnosť bola SACYR. Do projektu sa zapojilo niekoľko rôznych konzultantov: HCA (štruktúrni konzultanti), OFINCO (inštalační konzultanti), INITEC (inštalační konzultanti) a EUROCONSULT (projektový manažment). VEGA INGENIERÍA asistovala v procese certifikácie LEED. Mesto Móstoles, v ktorom sa nachádza budova IMDEA, podporilo projekt poskytnutím pozemku bezplatne.

Čas a pozornosť venovaná projektovaniu budovy viedli k dôkladne vypracovanému stavebnému plánu. Začalo to ako pomerne jednoduchý dizajn, ale vyvinulo sa počas procesu navrhovania s postupným zvyšovaním cieľov v oblasti energetickej efektívnosti.

Ďalším faktorom úspechu bolo, že projekt sa zameral na integrovaný dizajn namiesto jednoduchého pridávania jednotlivých techník. Napríklad solárne panely boli inštalované priamo na streche namiesto ich pridania v neskoršej fáze. Ďalším príkladom je, že počas testovania pôdy pre základy sa súčasne vykonali testy potenciálu akumulácie tepelnej energie kolektora podzemnej vody.

Na začiatku projektu boli ciele v oblasti klímy, energetiky a udržateľnosti veľmi nízke, ale v priebehu projektu sa vyvíjali. Neustálou aktualizáciou cieľov a opatrení sa značne predĺžil čas vývoja projektu.

Stavebné náklady predstavovali približne 9,2 milióna eur. Mesto ani región neposkytli žiadnu dotáciu priamo, ale keďže inštitút IMDEA vytvorilo autonómne spoločenstvo Madrid, tento stavebný projekt nepriamo financovalo autonómne spoločenstvo.

IMDEA získala finančné prostriedky z výziev na predkladanie návrhov v oblasti vedy a techniky ministerstva hospodárstva a konkurencieschopnosti, hoci nie je známe, koľko finančných prostriedkov dostala. IMDEA získala finančné prostriedky aj z Európskeho fondu regionálneho rozvoja (EFRR) prostredníctvom dohody podpísanej medzi ministerstvom hospodárstva a inovácií a madridským spoločenstvom, nie je však jasné, koľko finančných prostriedkov bolo vyčlenených na budovu a koľko na výskumnú prácu; celkové financovanie je rádovo v miliónoch eur.

Nová budova nielen stála peniaze, ale je určená na šetrenie peňazí počas obdobia používania. Vysoká energetická a vodohospodárska hospodárnosť budovy môže viesť k nižším budúcim nákladom na spotrebu energie a vody v porovnaní s konvenčnými budovami.

Výstavba budovy sa začala v máji 2010 a bola dokončená v máji 2012. Prebieha monitorovanie energetickej hospodárnosti budovy.

Za predpokladu, že budova je dobre udržiavaná, jej životnosť sa odhaduje na viac ako 50 rokov. Budova bola navrhnutá tak, aby sa do nej v budúcnosti mohli začleniť technické zlepšenia.

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

Arkitooly a IMDEA