Zrównoważony rozwój NIE MUSI podnosić kosztów inwestycji, w każdym przypadku powinien jednak zmniejszyć koszty eksploatacji konkretnego budynku, oszczędzając jednocześnie środowisko naturalne i poprawiając jakość życia ludzi z niego korzystających.
Kwintesencję zrównoważonego rozwoju znajdziemy w tzw. raporcie Brundtland z 1987 r.: Zrównoważony rozwój to rozwój, który zaspokaja potrzeby obecne, nie zagrażając możliwościom zaspokojenia potrzeb przyszłych pokoleń.
W praktyce przekłada się to na przemyślane inwestowanie, dające wymierne korzyści użytkownikowi budynku (finansowe i nie tylko), jednocześnie oszczędzające środowisko naturalne.
W krajach, które wypracowały już własną strategię w zakresie zrównoważonego rozwoju, zdefiniowano obszary, które mają największy wpływ na jakość życia ludzi, a równocześnie w istotny sposób wpływają na środowisko naturalne. Są to:
1) zużycie energii i związana z jej wytwarzaniem emisja CO2,
2) zużycie wody,
3) adaptacja budynków do zmian klimatycznych,
4) zagrożenie powodziowe,
5) systemy „zrównoważonej” kanalizacji deszczowej,
6) transport,
7) utrzymanie różnorodności biologicznej,
8) zanieczyszczenia środowiska (w tym hałas),
9) zdrowie i dobre samopoczucie ludzi (ang. wellbeing),
10) gospodarka odpadami,
11) materiały budowlane i pomocnicze w całym okresie istnienia obiektu,
12) zagadnienia społeczne.
Fot. 1. Arup Campus w Birmingham – budynek o bardzo małym zapotrzebowaniu energii na cele grzewcze i chłodnicze, doskonale wpisany w środowisko naturalne
Fot. Arup Campus – ©Arup
W tych obszarach koncentrują się wszelkie działania praktyczne, w tym techniczne, prowadzące do uczynienia budynków bardziej „zrównoważonymi”. Co tak naprawdę kryje za powyższymi hasłami i nad czym w ogóle należy się zastanawiać? Oto konkretne przykłady „zrównoważonego” podejścia do realizacji inwestycji w poszczególnych obszarach.
1. Zużycie energii i związana z tym redukcja emisji CO2:
– redukcja zapotrzebowania na ciepło i chłód, energii do napędu pomp, wentylatorów, energii na cele oświetlenia budynku itd., maksymalizacja oświetlenia naturalnego, zastosowanie wentylacji naturalnej;
– efektywne wykorzystanie energii poprzez zastosowanie np. układów automatycznej regulacji, falowników na silnikach pomp i wentylatorów, czujników ruchu sterujących oświetleniem;
– wykorzystanie niskoemisyjnych źródeł energii, np. pomp ciepła, skojarzonego wytwarzania energii cieplnej i elektrycznej (CHP), ogrzewania zdalaczynnego;
– wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, np. spalanie biomasy do celów grzewczych, chłodniczych (chłodzenie absorpcyjne), do napędu CHP, systemy solarne, siłownie wiatrowe;
– opomiarowanie istotnych odbiorców energii poprzez zainstalowanie podliczników, pozwalających na dokładne rozliczenie zużycia energii przez poszczególne systemy i wychwycenie stanów awaryjnych.
2. Zużycie wody:
– redukcja zapotrzebowania wody poprzez np. ograniczenie nawadniania terenu wodą uzdatnioną z sieci wodociągowej, ograniczenie zastosowania urządzeń tracących wodę, np. chłodni kominowych, fontann;
– efektywne wykorzystanie wody poprzez np. zastosowanie 2-biegowych płuczek zbiornikowych o zmniejszonej pojemności, zastosowanie zaworów natryskowych czasowych, zastosowanie zaworów odcinających dopływ wody do toalet ogólnodostępnych sterowanych czujnikiem ruchu (eliminacja mikroprzecieków);
– wtórne wykorzystanie wód opadowych do spłukiwania toalet i podlewania zieleni;
– opomiarowanie istotnych odbiorców wody poprzez zainstalowanie podliczników (wodomierzy), pozwalających na dokładne rozliczenie zużycia wody i wychwycenie stanów awaryjnych (wycieków).
3. Adaptacja budynków do zmian klimatycznych, głównie ocieplenia klimatu, ale nie tylko:
– ograniczenie zbędnych zysków ciepła poprzez np. odpowiednią orientację budynku względem stron świata, przez zastosowanie biernej ochrony przed nasłonecznieniem (przede wszystkim zewnętrznych osłon przeciwsłonecznych, dopiero potem żaluzji wewnętrznych);
– efektywne wykorzystanie akumulacyjności cieplnej budynku;
– zastosowanie odpowiedniej strategii wentylacji budynku.
4. Zagrożenie zalewowe/powodziowe (ze strony morza, rzek, otaczającego terenu, wód podziemnych, sieci kanalizacyjnych, zbiorników itp.):
– unikanie inwestowania na terenach o wysokim ryzyku powodzi;
– redukcja zagrożenia zalaniem/powodzią poprzez np. retencję wód opadowych, zapewniającą spływ wód w ilościach takich jak dla terenu niezainwestowanego;
– zaprojektowanie budynku szczelnego, zabezpieczonego przed wysokim poziomem wody, jeśli jest to niezbędne.
5. „Zrównoważona” kanalizacja deszczowa:
– redukcja spływu wód opadowych z terenu inwestycji poprzez np. zastosowanie „zielonych dachów”;
– retencja wód opadowych (podobnie jak w punkcie 4), ograniczająca szczytowy odpływ z budynku;
– wykorzystanie i powiększenie istniejących systemów naturalnego odprowadzenia wód opadowych.
6. Transport:
– zmniejszenie ruchu pojazdów osobowych poprzez np. wspólne dojeżdżanie do pracy jednym samochodem zamiast kilkoma (popularne w Wielkiej Brytanii tzw. car sharing);
– zachęcanie do komunikacji pieszej i rowerowej poprzez np. przygotowanie dobrze oznakowanych ścieżek pieszych i rowerowych oraz parkingów dla rowerów;
– zachęcanie do korzystania z transportu publicznego poprzez np. dogodną lokalizację przystanków autobusowych, dobre skomunikowanie z dworcami kolejowymi.
7. Utrzymanie różnorodności biologicznej:
– ochrona istniejącej na terenie inwestycji flory i fauny;
– zwiększenie liczby gatunków i ich populacji;
– skompensowanie nieuniknionych strat dla środowiska spowodowanych przez inwestycję.
Przykładami skutecznych działań w tym kierunku jest zastosowanie „zielonych dachów”, zamontowanie budek dla ptaków i nietoperzy, wykonanie oczek wodnych z własnymi ekosystemami.
8. Zanieczyszczenia środowiska (w tym hałasem i freonami):
– zapobieganie bądź redukcja emisji zanieczyszczeń u źródeł;
– stosowanie ekologicznej ochrony przed zanieczyszczeniami, np. przez nasadzenia zielen stanowiącej ekran akustyczny.
Fot. 2. The Rose Bowl, Leeds Metropolitan University w Leeds – budynek zaprojektowany i zrealizowany z myślą o zminimalizowaniu wpływu na środowisko. Uzyskał bardzo wysoką ocenę BREEAM Excellent
Fot. ©Arup/Giles Rocholl Photography
9. Zdrowie i dobre samopoczucie ludzi:
– ścisłe stosowanie się do wymagań przepisów sanitarno-higienicznych i BHP;
– zapewnienie dobrej dostępności do obiektu użytkownikom o ograniczonych możliwościach poruszania się;
– unikanie zagrożeń dla zdrowia ludzi, np. poprzez odpowiednią ochronę antywibracyjną, ochronę przed hałasem wewnątrz budynków, przed Legionellą w instalacjach ciepłej wody użytkowej, przy nawilżaniu powietrza i w wieżach chłodniczych;
– zapewnienie warunków komfortu wewnątrz budynków w zakresie:
10. Gospodarka odpadami:
– redukcja ilości odpadów;
– powtórne wykorzystanie materiałów i sprzętu w budynku;
– segregacja odpadów;
– kompostowanie odpadów biodegradowalnych;
– odzyskiwanie energii z odpadów poprzez np. fermentację beztlenową, pirolizę czy zgazowanie.
11. Zastosowane materiały budowlane i pomocnicze w całym okresie trwania obiektu:
– dobór materiałów ze źródeł ekologicznych, np. legalnie pozyskane drewno;
– dobór materiałów o możliwie jak najmniejszym wpływie na środowisko w trakcie użytkowania, np. ograniczanie ilości czynników chłodniczych, zawierających HCFC/HFC, unikanie farb na bazie ołowiu, materiałów izolacyjnych z HCFC;
– dobór materiałów z jak najmniejszym tzw. wbudowanym wpływem na środowisko, tzn. takich, do których wytworzenia i przy utylizacji których zużyje się jak najmniej energii i wody;
– dobór materiałów z jak największym udziałem składników z recyklingu.
12. Zagadnienia społeczne:
– zaangażowanie lokalnej społeczności poprzez np. informowanie mieszkańców sąsiednich nieruchomości o poziomie hałasu generowanego przez nową inwestycję, współfinansowanie lokalnych projektów komunalnych, informowanie społeczności lokalnej o korzyściach, jakie przyniesie nowa inwestycja, rekrutację pracowników spośród lokalnej społeczności;
– utrzymywanie obiektu na wysokim poziomie technicznym zapewniającym minimalizację wpływu na środowisko;
– nieprzekraczanie emisji zanieczyszczeń odbieranych przez lokalną społeczność jako uciążliwe.
Jak widać, kwestia energii, obejmująca też jej odnawialne źródła, wymieniana jest na pierwszym miejscu, stanowi jednak zaledwie jedno z dwunastu zagadnień, mających istotny wpływ na realizację zrównoważonego rozwoju.
Pozostaje pytanie: co z kosztami? Okazuje się, że można osiągnąć bardzo wiele, nie wydając ani złotówki. Mianowicie:
Już przy wyborze lokalizacji można znacząco wpłynąć na przyszłą energochłonność obiektu, komfort użytkowania czy koszty przygotowania inwestycji przez zwrócenie uwagi na:
– ekspozycję przyszłego budynku na wiatr (odkryte przestrzenie), skutkującą zwiększonym zapotrzebowaniem na ciepło i zwiększoną infiltracją powietrza zewnętrznego;
– istniejącą zabudowę zacieniającą nowy budynek, co spowoduje ograniczenie dopływu światła dziennego do pomieszczeń i w efekcie zwiększony pobór energii elektrycznej przez instalację oświetleniową;
– istniejące skażenie terenu, zwiększające koszty przygotowania inwestycji;
– usytuowanie terenu inwestycji względem istniejących źródeł hałasu, np. w sąsiedztwie linii kolejowych, istniejącej zabudowy przemysłowej, co skutkować będzie zwiększonymi nakładami na ochronę przed hałasem;
– możliwość zainstalowania odnawialnych źródeł energii, np. kolektorów słonecznych (niezacieniony dach), gruntowych pomp ciepła (wskazane badanie gruntu).
©morganimation – Fotolia.com
Na etapie koncepcji można znacząco wpłynąć na przyszłe koszty eksploatacji oraz komfort użytkowania przez wsparcie udzielone architektom obejmujące:
– doradztwo w zakresie optymalnej orientacji budynku względem stron świata – właściwa orientacja redukuje zyski ciepła latem, uwzględnia kierunek i siłę wiatru;
– doradztwo w zakresie formy budynku i biernej ochrony przed nasłonecznieniem (mniejsze rozczłonkowanie, możliwie zwarta bryła, zewnętrzne elementy zacieniające na elewacji południowej);
– doradztwo w zakresie właściwości fizycznych przegród budowlanych, w tym współczynników przenikania ciepła, szczelności budynku, eliminacji mostków cieplnych;
– doradztwo w zakresie maksymalizacji oświetlenia naturalnego, co może znacząco obniżyć zużycie energii na potrzeby oświetlenia sztucznego;
– wykonanie dynamicznych modeli termicznych budynku dla różnych wariantów zacienienia, parametrów fizycznych przegród budowlanych, systemów chłodzenia, ogrzewania, wentylacji i oświetlenia, co powinno doprowadzić do wybrania optymalnego rozwiązania, które w ciągu całego roku zapewni najniższe koszty eksploatacji budynku.
Gotowe zbiory wytycznych do realizacji „zrównoważonego” budownictwa zawarte są w podręcznikach oceny budynków w systemach BREEAM, LEED i im podobnych.
Podsumowując, to w rękach inżynierów budownictwa leży klucz do zdrowych i tanich w eksploatacji budynków. Powinni oni proponować inwestorom i architektom rozwiązania „zrównoważone” na możliwie najwcześniejszym etapie realizacji inwestycji. Można wówczas osiągnąć bardzo dużo za niewiele.
mgr inż. Jarosław Witek
BREEAM International Assessor
ARUP Polska
Bibliografia
1. Peter F. Smith, Sustainability at the Cutting Edge. Emerging technologies for low energy buildings, wydanie II, Architectural Press, 2007.
2. CIBSE Guide L: Sustainability, The Chartered Institution of Building Services Engineers, 2007.
3. CIBSE TM38: Renewable energy sources for buildings, The Chartered Institution of Building Services Engineers, 2006.