Architektura zielona

Epoka architektury XXI wieku, to Architektura zielona (ang. Green Building).  Minęła epoka modernizmu Le Courbusiera, epoka fascynacji funkcjonalnością i prostotą formy  (Wines, 2008). Architektura i sztuka budowania znajduje się w trakcie rewolucji, która zmieni sposób naszego życia, styl pracy, mieszkania i wypoczynku. Te trzy obszary są bowiem esencją Architektury. Zielona Architektura, to architektura epoki interdyscyplinarnego państwa globalnego. Interdyscyplinarność, to przede wszystkim skierowanie uwagi na innowacyjne społeczeństwo informatyczne (technologia i informatyka, technika, innowacje),  niezrównoważoną konsumpcję i produkcję (gospodarka i ekonomia),  starzenie się społeczeństwa (demografia i nauki społeczne), a dopiero w kolejnym spojrzeniu na ekologię i wynikające z niej ekopostulaty.  Globalizacja to wzrost interakcji gospodarczych pomiędzy regionami i krajami, globalna polityka ekologiczna, rywalizacja, wspólny rynek pracy, innowacyjność kreowana przez firmy globalne .

Architektura zielona jest często utożsamiana z architekturą zrównoważoną (ang.  sustainable architecture) (Hagan, 2001), (Stang, Hawthorne, 2005), ale w rzeczywistości jest związana  z bezpośrednim  wyzwaniem współczesnego świata – energooszczędnością budynków, czego przejawem są systemy certyfikacji (systemy ratigowe): LEED , BREEAM  inne (tab.1) . Energooszczędność budynków jest w istocie postulatem wynikającym z  problemu ograniczania emisji CO2 do atmosfery. Poziom „produkcji” gazów cieplarnianych w poszczególnych krajach świata pokazano na rys.1. Energooszczędność i emisja CO2 mają ze sobą ścisły związek: im mniejsze wydatki energetyczne, tym mniej kopalin  spalamy i tym mniej CO2 emitujemy do atmosfery (Smith, 2005).

Architektura zrównoważona nie może być utożsamiana z architekturą ekologicną, (Roaf, Fuentes, Thomas, 2001). Ekologia jest powszechnie rozumiana jako ochrona środowiska. Architektura zrównoważona i rozwój zrównoważony jest tymczasem wspólistnieniem trzech głównych czynników 3xE:
1) Ekonomia
2) Ekohumanizm (ekospołeczeństwo)
3) Ekologia (ochrona środowiska naturalnego).

Współczesną triadę (społeczeństwo, ekonomia,  ekologia) można zestawić z klasyczną triadą architektonicznej (konstrukcja, funkcja, piękno) Witruwiusza z I w.p.n.e.  (Witruwiusz, 1999).

Rys.1. Poziomy dystrybucji emisji CO2 na osobę ludności świata , w roku 2004 [1]

Rys.1. Poziomy dystrybucji emisji CO2 na osobę ludności świata  w 2004 (Bauer, Mosle, Schwarz, 2010)

Postulaty architektury zrównoważonej były  wynikiem ogólnej koncepcji zrównoważonego rozwoju, sformułowanej  przez przez Światową Komisję Środowiska i Rozwoju (The World Commision on Environment and Development , WCED),  w latach 1983 do 1987 w Raporcie   „Nasza wspólna przyszłość” (Our Common Futured) (World Commission on Environment and Development, 1987).   W czerwcu 1992 roku na Szczycie Ziemi w Rio de Janeiro przyjęto raport (United Nations Conference on Environment and Development, 1992). Raport stał się podstawą do przyjęcia programu działań, którego zasadniczym celem było sformułowanie programu ochrony planety, opartego na zrównoważonym rozwoju gospodarczo-społecznym, zachowując dbałość o stan środowiska naturalnego.  Oryginalne postulaty zrównoważonego rozwoju nie były postulatami ekologicznymi.
Błędne jest sprowadzenie pojęcia  zrównoważonego rozwoju wyłącznie do ekologii. Istotą zrównoważonego rozwoju jest rozwój ludzkości w warunkach wyważenia proporcji pomiędzy: gospodarka (ekonomia)- czynniki społeczne (polityka, kultura)- ekologia (ochrona zasobów, energii i przyrody). W oryginalnym ujęciu oszczędność energii była tylko jednym, nie najważniejszym postulatem zrównoważonego rozwoju.

Architektura XXI wieku – epoka Zielonej Architektury czerpie z dorobku prac nad zrównoważonym rozwojem, ale głównym postulatem „Green Building” jest  energooszczędność budynków, wykorzystywanie naturalnych i lokalnych materiałów oraz inne czynniki, stanowiące podstawę certyfikacji budynków w systemach zestawionych w tab.1.

Tab.1. Systemy ratingowe dla budynków zielonych, a system polski EP

System
(państwo)
WydanieNajważniejsze kryteria
Wersje dla typów budynkówPoziomy certyfikacji
LEED
(USA)
1998* zrównoważone środowisko,
* oszczędność wody,
* oszczędność energii i atmosfery
* oszczędność materiałów i zasobów naturalnych
* jakość powietrza
* Innowacje w projektowaniu
*nowe budynki
*istniejące budynki
*komercyjne wnętrza
*właściwy budynek i jego otoczenie
*stan aktualny i perspektywy
*szkoły
*budownictwo indywidualne
LEED Certified
LEED Silver
LEED Gold
LEED Platinum
BREEAM
(UK)
1990* zarządzanie budynkiem
*z drowie i dobre samopoczucie
*energia
* woda
* materiał
* ekologiczna eksploatacja
* zanieczyszczenia
* transport
* zużycie gruntu
*sądy
*domy Eko (pasywne)
*edukacja
*przemysł
* opieka zdrowotna
*domy wielorodzionne
*więzienia ,
*budownictwo indywidualne
Pass
Good
Very good
Excellent
Outstanding
DGNB
(Germany)
2007* ekologia
* ekonomia
* czynniki społeczne
* jakość techniczna
*proces budowy
* eksploatacja
Celem certyfikacji jest
ocena wszelkich budynków z
uwzględnieniem ich specyfiki
( wieżowce z biurami,
budynki mieszkalne,
budowle przemysłowe, itp )
*biurowe
* istniejące budynki
*budownictwo
indywidualne
*przemysłowe
* osiedla
*szkoły
Bronze
Silver
Gold
Green Star
(Australia)
2003* zarządzanie
* wysoki komfort
* energia
* transport
* woda
* materiały
* zużycie gruntu i ekologia
* emisja hałasu
* zastosowane innowacje
Green Star dla
*istniejących budynków
*wnętrz
* projektu
4 Stars: ‚Best Practice‘
5 Stars: ‚Australien
Excellence‘
6 Stars: ‚World
Leadership‘
CASBEE
(Japan)
2001Główne kryteria:
1. efektywność energetyczna
2. Zużycie zasobów naturalnych
3. budynek a środowisko
4. jakość wnętrza budynku
certyfikacja na podstawie
współczynnika efektywności
BEE = Q / L ,
gdzie:
Q- jakość (ekologiczna):
Q1 - wnętrze budynku
Q2 - obsługa
Q3 - Środowisko wokół
L Obciążenia (ekologiczne)
L1 - energia
L2 - zasoby
L3 - materiał
C (poor)
B
B+
A
S (excellent)
Minergie
(Switzerland)
1998Cztery klasy budynków ustalane są po uwzględnieniu:
1. efektywności ogrzewania; szczelności obudowy;
klasy (komfortu) wentylacji
2. dla Minergie-P dodatkowo: typ urządzeń w gospodarstwie domowym,
3. Minergie-Eco dodatkowo: ekologiczny (zdrowy) system budowania; zoptymalizowane światło dzienne; niska emisja hałasu (i zanieczyszczeń,
4. Minergie-P-Eco jeśli kryteria Mniergie-P i -Eco są jednocześnie spełnione.
Minergie
Minergie-P
Minergie-Eco
Minergie-P-Eco
EP do 2013
(Polska)
2009Charakterystyka energetyczna budynku lub lokalu
Wskaźnik EP [ kWh/(m2 rok] jest wielkością rocznego zapotrzebowania na energię pierwotną niezbędną do zaspokojenia potrzeb obiektu, odniesioną do 1 m2 pomieszczeń o regulowanej temperaturze.
4 rodzaje certyfikatów dla:
1) budynku mieszkalnego,
2) budynku,
3) części budynku stanowiącego całość techniczno użytkową,
4) lokalu mieszkalnego
Klasa energetyczna budynku
A (EP ≤ 0.25)
B (0,26 C (0,51 D (0,76 budynek referencyjny EP=1,0
E (1,01 F (1,26 G (EP ≥1,51)
EP od 2014
(Polska)
2013Wprowadzono:
1) obowiązek wykonania świadectwa charakterystyki energetycznej (ŚCHE)przy każdym akcie sprzedaży lub najmu. Osoba kupująca nie ma prawa zrzec się uzyskania ŚCHE
2) metodę zużyciową obliczeń, na podstawie faktycznie zużytego ciepła lub gazu w budynku.
Klasy energetyczne jak wyżej
EP od 20152014-09-08 (ustawa)
2015-02-27 (rozporz.)
energia pierwotna (EP),
energia końcowa (EK)
energia użytkowa (EU)
wyznaczane jako roczne zapotrzebowanie energii dla:
* systemu ogrzewania
*systemu przygotowania ciepłej wody użytkowej,
* systemu chłodzenia
* systemu wbudowanej instalacji oświetlenia
Ponadto oceniane:
*współczynniki przenikania ciepła przez przegrody budynku,
*średnia sezonowa sprawność systemu ogrzewania w zakresie: wytwarzania ciepła, przesyłu ciepła, akumulacji ciepła. regulacji i wykorzystania ciepła,
* średnia roczna sprawność systemu przygotowania ciepłej wody użytkowej w zakresie: wytwarzania ciepła, przesyłu ciepła, akumulacji ciepła. regulacji i wykorzystania ciepła,
* średnia sezonowa sprawność systemu chłodzenia w zakresie: wytwarzania chłodu, przesyłu chłodu, akumulacji chłodu, regulacji i wykorzystania chłodu.
! Wyznaczanie uśrednionej wielkości emisji CO2 jest wyznaczana odrębnie dla każdej instalacji (ogrzewanie, ciepła woda itd.) i dla każdego nośnika energii (ciepło z sieci, gaz, energia elektryczna) i następnie zsumowana - nie podlega ocenie.
! Wyznaczony procentowy udział energii ze źródeł odnawialnych w całkowitym zużyciu - nie podlega ocenie.
! Obliczeniowe roczne ilości zużycia nośników energii podawane jest na metr kwadratowy, a nie na cały budynek.


* Metoda obliczeniowa
( standardowego sposobu użytkowania) dla budynków nowych lub istniejących
*Metoda zużyciowa (faktycznie zużyta ilość energii) dla budynków istniejących
Klasa energetyczna jest zdefiniowana przez pięć wskaźników, a mianowicie:
- EP – wskaźnik zapotrzebowania na energię pierwotną,
- EK – wskaźnik zapotrzebowania na energię końcową,
- EU – wskaźnik zapotrzebowania na energię użytkową,
- Eco2 – jednostkowa wielkość emisji CO2,
- Uoze – procentowy udział energii ze źródeł odnawialnych w ogólnym zużyciu energii.

Ponadto podaje się obliczeniową liczbę nośników energii zużywanych w systemach ogrzewania, ciepłej wody, chłodzenia i oświetlenia w ocenianym budynku.

Nie wprowadzono integralnych klas energetycznych budynków,

Przewiduje się corocznie weryfikację 250 losowo wybranych świadectw energetycznych.






W tab.1. systemy certyfikacji budynków energooszczędnych „Green Biulding” zestawiono  w kolejności częstości zastosowań światowych.

Systemy polskie są szczątkowe i dotyczą wyłącznie zużycia energii.
Stosowana w Polsce do roku 2009 (Minister Gospodarki, 2006) metodologia oceny i certyfikacji budynków oparta na wskaźniku energii pierwotnej EP. Metodologia ta  opracowana jako delegacja Dyrektywy  (Parlament Europejski I Rada, 2002) niestety nie była poprawna, wielokrotnie poddawana ostrej krytyce i modyfikowana.
Od 18 kwietnia 2015 obowiązuje nowa (a raczej ozornie nowa) metodologia  wyznaczania charakterystyki energetycznej (Minister Infrastruktury i Rozwoju, 2015), która została opracowana jako delegacja ustawy (Minister Infrastruktury i Rozwoju, 2015), przyjętej w drodze wdrożenia Dyrektywy (Parlament Europejski i Rada, 2010).

Z wejściem w życie tej ustawy (Minister Infrastruktury i Rozwoju, 2015) i aktów wykonawczych wiązano duże nadzieje na poprawne unormowanie problemu energooszczędności budownictwa w Polsce. Niestety przepisy regulujące nową metodologię w znacznej mierze powielają regulację dotychczas obowiązującą Nowa metodologia   (Minister Infrastruktury i Rozwoju, 2015) dokonuje tylko mało znaczących i kosmetycznych zmian, a mianowicie:

  • zmiany w zakresie stosowanej w rozporządzeniu terminologii – na przykład „budynek i lokal mieszkalny lub część budynku stanowiąca samodzielną całość techniczno-użytkową” zmieniono na ,„budynek lub część budynku”,
  • wprowadzono definicję „powierzchni o regulowanej temperaturze powietrza” („ogrzewana lub chłodzona powierzchnia kondygnacji netto, wyznaczana według Polskiej Normy dotyczącej właściwości użytkowych w budownictwie – określanie i obliczanie wskaźników powierzchniowych i kubaturowych”),
  • uszczegółowieno zalecenia w zakresie poprawy charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku,
  • zmieniono  oznaczenia w objaśnieniach do wzoru na wyznaczenie udziału odnawialnych źródeł energii w rocznym zapotrzebowaniu na energię końcową w budynku lub części budynku.
  • zniesiono podziału budynków na budynki z instalacją chłodzenia i budynki bez tej instalacji – metodyka jest jednolita dla wszystkich budynków, wprowadzono natomiast podział na budynki wyposażone w proste i złożone systemy techniczne. System złożony jest wtedy, gdy w jednym systemie instalacyjnym (ogrzewanie, chłodzenie, ciepła woda) wykorzystuje się więcej niż jeden nośnik energii. Dla tych przypadków podano wzory sumowania energii z różnych nośników,
  •  wycofano zbyt szczegółowe zasady obliczeń EP , a podano zasady z odesłaniem do norm PN-EN ISO 13790, PN-EN ISO 13789, PN-EN ISO 12831, oraz oświetlenia  PN-EN 15193 – zostało to przez autora przyjęte bardzo pozytywnie.
  • wprowadzono modyfikacje do sposobu obliczania zużycia energii na wentylację,
  • wprowadzono możliwość obliczania charakterystyki energetycznej na podstawie faktycznie zużytej (pomierzonej) ilości energii,m ale tylko dla części budynków, w których taka procedura będzie wiarygodna
  • obliczenia zużycia energii na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej wykonuje się, opierając się na wielkości powierzchni użytkowej, a nie wg liczby osób,
  • zmienione i rozbudowane są tabele dotyczące sprawności systemów instalacyjnych.

  • Zużycie energii końcowej jest sumą zużycia na ogrzewanie, ciepłą wodę, chłodzenie (gdy występuje) i oświetlenie (w budynkach innych niż mieszkalne). Dawniej konserwatywnie i błędnie przyjmowano, że jest sumą zużycia energii na potrzeby ogrzewania i ciepłej wody – bez chłodzenia.

W podsumowaniu należy stwierdzić, że modyfikacje dotyczą szczegółów, a nowa metodologia  powiela dawne usterki zasad fundamentalnych, przez co systemy stosowane w Polsce pozostają  nadal rażąco niezgodne z systemami światowymi zestawionymi w tab.1.

 Literatura

Bauer, M., Mosle, P., & Schwarz, M. (2010). Green building.  Guidebook for sustainable architecture. Heidelberg, New York: Springer.
Hagan, S. (2001). Taking Shape. A new contract between architecture and nature. Architectural Press.
Minister Gospodarki. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 21 listopada 2005 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać bazy i stacje paliw płynnych, rurociągi przesyłowe dalekosiężne służące do transportu ropy naftowej i produktów naftowych i ich usytuowanie, Pub. L. No. Dz.U. 2005 nr 243 poz. 2063 (2006). Retrieved from http://isap.sejm.gov.pl/Download?id=WDU20052432063&type=2
Minister Infrastruktury i Rozwoju. Rozporządzenie  z dnia 27 lutego 2015  w sprawie metodologii wyznaczania charakterystyki energetycznej budynku lub części budynku oraz sporządzania świadectw  charakterystyki energetycznej, Pub. L. No. Dz.U. 2015.376 z dnia 18  marca 2015 (2015).
Parlament Europejski I Rada. Dyrektywa  w sprawie charakterystyki energetycznej budynków, Pub. L. No. Dyrektywa 2002/91/EC (2002). Retrieved from http://www.pnec.org.pl/etykietyenergetyczne/page/poradniki/nowe3/Dyr_2002_91_WE.pdf
Parlament Europejski i Rada. Dyrektywa  z dnia 19 maja 2010 w sprawie charakterystyki energetycznej budynków, Pub. L. No. 2010/31/UE, Dz. Urz. UE L 153 (2010). Retrieved from http://www.uzp.gov.pl/cmsws/page/GetFile1.aspx?attid=4822
Roaf, S., Fuentes, M., & Thomas, S. (2001). Ecohouse: a desgin guide. Architectural Press.
Smith, P. F. (2005). Architecture in a Climate of Change. A guide to sustainable design. Architectural Press.
Stang, A., & Hawthorne, C. (2005). The Green House. The New Directions in Sustainable Architecture greenhouse. New York, The National Building Museum Washington D. C.: Princeton Architectural Press.
United Nations Conference on Environment and Development. (1992). Agenda 21 (United Nations Conference on Environment and Development Rio de Janerio, Brazil, 3 to 14 June 1992 No. Agenda 21). Rio de Janeiro: Earth Summit 1992. Retrieved from https://sustainabledevelopment.un.org/content/documents/Agenda21.pdf
Wines, J. (2008). Zielona Architektura. Taschen.
Witruwiusz. (1999). O architekturze ksiąg dziesięć. Prószyński i S-ka.
World Commission on Environment and Development. (1987). Report : Our Common Future (Development and International Co-operation: Environment No. A/RES/42/187). United Nations 96th plenary meeting: World Commission on Environment and Development.

Related Hasła

Comments : 2
O autorze
* dr inż. Leszek Chodor. Architekt i Inżynier Konstruktor; Rzeczoznawca budowlany. Autor wielu projektów budowli, w tym nagrodzonych w konkursach krajowych i zagranicznych, a między innymi: projektu wykonawczego konstrukcji budynku głównego Centrum "Manufaktura" w Łodzi, projektu budowlanego konstrukcji budynku PSE w Konstancinie Bielawa, projektów konstrukcji "Cersanit" ( Starachowice, Wałbrzych, Nowograd Wołyński-Ukraina), projektu konstrukcji hali widowiskowo-sportowej Arena Szczecin Autor kilkudziesięciu prac naukowych z zakresu teorii konstrukcji budowlanych, architektury oraz platformy BIM w projektowaniu.
Translate »