Architekt, jako twórca kompletny, współcześnie nieco zdetronizowany przez konieczność współpracy branżowej z innym ekspertami, przestał być demiurgicznie samowystarczalny. Musi jednak działać mądrze i etycznie. By te założone działania były działaniami perspektywicznymi, dokształca się i wybiera zawsze rozwiązania najkorzystniejsze – nie tylko estetycznie, ale i społecznie.

W momencie, w którym staliśmy się społeczeństwem na tyle bogatym i zasobnym w wiedzę, by móc dokonywać świadomych wyborów projektowych, architekt podejmuje również decyzje projektowe, wykraczające zakresem problemowym poza konieczność zabezpieczenia podstaw ludzkiego bytu, zwracając uwagę na inne aspekty tego bytu, dotychczas traktowane po macoszemu.

W czasie kryzysu klimatycznego, gospodarczego i etycznego środowiska projektantów, w tym architektów i urbanistów, rozpoczęły dyskusję nad odpowiedzialnością projektową, ekologiczną i ekonomiczną w architekturze. Nie ma właściwie sporu pomiędzy uczestnikami dyskusji. Nie ma głosów wątpliwości w zasadność idei. Spór dotyczy jedynie kierunków, którymi w pierwszej kolejności należy podążyć.

Technologia jutra

Po (słusznie minionych) czasach architektury postmodernistycznej – skrajnie nieodpowiedzialnej ekologicznie, energetycznie – i jej intelektualnych zabawach estetycznych, architekci, jako środowisko odpowiedzialne za przyszłość społeczeństwa, wyciągnęli wnioski. Wiemy już, że zunifikowane wzorce projektowe nie sprawdzą się wszędzie, że zaczerpnięte z obcych kultur i regionów rozwiązania nie będą odpowiadały potrzebom mieszkańców, a co za tym idzie – nie poprawią komfortu życia, przeciwnie – mogą go rażąco obniżyć. Skupić się należy, przynajmniej w naszej ocenie, na możliwościach, jakie daje wykorzystanie tradycyjnych modeli projektowania (które sprawdziły się przez wieki) z technologią jutra. Technologią pozwalającą na takie obniżenie zapotrzebowania energetycznego mieszkańców, będących użytkownikami obiektów budowlanych i ich infrastruktury, by możliwie długoterminowo można było czerpać największe zyski, zarówno społeczne jak i ekologiczne i ekonomiczne.

Zrównoważony rozwój i projektowanie nie polegają już wyłącznie na maksymalizacji powierzchni biologicznie czynnej, sianiu trawników na dachach budynków, by udział procentowy powierzchni zielonych spełniał wymagania planów miejscowych. Sam inwestor – czy jest to inwestor prywatny, czy publiczny, wyedukowany został na tyle, by zauważać i selekcjonować rozwiązania dobre i złe, intuicyjnie – to on patrzy na maksymalizację zysku, wybierając optymalne, te mniej szkodliwe. Możemy oczywiście wspólnie z inwestorami pójść o krok dalej. Możemy zająć się takimi działaniami projektowymi, by możliwie nie tylko ograniczać zniszczenia środowiska naturalnego, jakich dokonujemy, w przypadku projektowania w kierunku maksymalizowania zysku.

Ograniczenie zużycia energii

Temat, którym chcielibyśmy się zająć szczególnie, to ograniczanie zużycia energii i wszystko to, co się z tym wiąże. Możemy ten krok wykonać w stronę produkcji, samowystarczalności i działań ograniczających uzależnienie użytkownika od podmiotów zewnętrznych, postawić na lokalność rozwiązań i zmniejszyć skalę ingerencji infrastruktury w krajobraz. Perspektywa wykorzystania wiedzy, jaką już mamy, jest ogromna, a jej horyzonty wciąż się poszerzają. W tym konkretnym artykule skupimy się jednak na jednym temacie: energetyce prosumenckiej, związanej z właścicielem obiektu budowlanego, która będzie przyszłością zapewniającą bezpieczeństwo energetyczne jednostki w skali lokalnej. Z założeniem powszechności standardu tego rozwiązania.
Tendencja, by nieodnawialne źródła energii eksploatować bez świadomości możliwości ich rychłego wyczerpania, zupełnie już odeszła w niepamięć, a świadomość konieczności ochrony środowiska nie jest już fanaberią wielkomiejską, lecz obowiązkiem ustawowym. Seminaria dla architektów i urbanistów, liczne konferencje i wykłady traktują o nowoczesnym modelu projektowania zrównoważonego i zakładają konieczność dostosowania narzędzi projektowych, myślenia, świadomości i koncepcji do współczesnego, prooszczędnego i proekologicznego budownictwa prywatnego i publicznego.

Dom Pasywny był projektem powstałym z konieczności zapewnienia oszczędności na poziomie użytkownika indywidualnego. Dziś projektanci muszą myśleć już w zupełnie innej, powszechnej skali zjawiska oszczędności energii. Przybliżmy najpierw idee domu pasywnego, jako podstawowej jednostki samowystarczalnej energetycznie.

Dom pasywny

Zgodnie z definicją z roku 1988 Wolfganga Feista (założyciela Instytutu Domu Pasywnego w Darmstadt), dom pasywny jest budynkiem o zapotrzebowaniu energetycznym nie większym niż 15 kWh/m2/rok. Jest to wartość, którą ciężko osiągnąć i która zależna jest od wielu czynników, jak: materiał, z którego wykonana jest bryła domu oraz przegrody, wielkość i liczba okien, rozbicie formy architektonicznej bryły i jej przeznaczenie, ustawienie względem promieniowania słonecznego itd. Budynki tradycyjne, niepretendujące do miana budownictwa energooszczędnego i nieposiadające statusu domu pasywnego, zużywać będą odpowiednio ok. 120 kWh/m2/rok. Założeniem jest, by dom pasywny mógł być termicznie samowystarczalny i korzystał jedynie z pasywnych źródeł ciepła. Dom pasywny do ogrzewania powietrza oraz wody nie wykorzystuje aktywnych źródeł energii – czyli pieców, kotłów, ogrzewania centralnego, a wyłącznie pasywne źródła, jak np. promieniowanie słoneczne.

Wraz z wysiłkiem włożonym w walkę z pierwszym powojennym kryzysem energetycznym w latach siedemdziesiątych XX wieku nastąpił dynamiczny rozwój odnawialnych źródeł energii. Szczególne znaczenie w obszarach zurbanizowanych zyskała fotowoltaika. Ma to ścisły związek z łatwością integracji tego segmentu odnawialnych źródeł energii z projektowanymi budynkami i to zarówno, jeśli chodzi o powierzchnie dachowe (dachówka fotowoltaiczna Muska), elewacyjne (baterie słoneczne na foliach pokrywające elewacje – Skanska-Saule Sp z o.o.) czy ostatnio nawet okna, dzięki nowym rozwiązaniom w zakresie fotowoltaiki transparentnej.

Rozwiązaniem problemu obniżenia poziomu energochłonności przemysłu budowlanego (który stanowi aż 50% całości zużycia energii) jest wprowadzenie modelu zdecentralizowanej energetyki prosumenckiej. Model prosumencki zakłada nowatorskie i perspektywiczne podejście do odbiorcy energii, który jednocześnie jest jej producentem i odbiorcą. Celem prosumpcji jest dążenie do obniżenia kosztu energii i uniezależnienie od zewnętrznego jej dostawcy. Proponowany model pozwala na ograniczenie wydatków przeznaczonych na energię oraz uwalnia odbiorcę od wahań cen i przerw w jej dostawach, zapewniając stabilność i bezpieczeństwo.

Prof. Popczyk proponuje, jako rozwiązanie problemu bezpieczeństwa energetycznego odbiorców, zwiększenie udziału tzw. mikroźródeł prosumenckich w zastępstwie monopolu przedsiębiorstw energetycznych i wprowadzenie eklektycznego paradygmatu prosumenckiego, w którym decyzje centralne rządów i korporacji zaczną zastępować indywidualne decyzje prosumentów, samorządów oraz małych i średnich przedsiębiorstw.

Aktualnie możliwe jest takie sformułowanie definicji ekologicznego i ekonomicznego podejścia do projektowania, by zapewnić ograniczone zużycie energii i zmaksymalizować samowystarczalność obiektu budowlanego bez konieczności pochwały turpizmu. Możliwe jest wypracowanie standardów zakładających takie decyzje projektowe na poziomie myślenia koncepcyjnego, by uwzględnić wykorzystanie elementów fotowoltaicznych związanych z materiałem budowlanym już na etapie konstrukcyjnym czy wykończeniowym, a nie – jak dotychczas w standardzie – addytywnie, po zakończeniu budowy. Możliwe jest odejście od budynków – estetycznych dziwolągów, o zawsze tak samo ukształtowanej bryle, wykorzystującej zawsze te same materiały i dające taki sam efekt estetyczny, przestrzenny i ekonomiczny.

Nowoczesne materiały budowlane

Dynamiczny rozwój nowoczesnych materiałów budowlanych pozwala architektom na realizację wyszukanych konstrukcji. Od lat wprowadzane są technologie ukierunkowane na oszczędzanie zużycia energii bez obniżania komfortu życia czy pracy, takie jak materiały izolacyjne czy szyby z filtrami na podczerwień z niskim współczynnikiem K.

Nie jest to już futurystyczna wizja, a technologia jutra, zatem warto byłoby pójść o krok dalej i wykorzystać możliwości, jakie daje swobodne traktowanie elementów wchodzących w skład projektu architektonicznego i współczesne możliwości produkcji materiałów budowlanych.

Koncentrować się już tylko i wyłącznie na elementach dodanych do tychże nowych materiałów i zacząć myśleć nad ich wykorzystaniem na etapie planowania miasta czy wsi au generale, nie tylko na etapie projektowania koniecznej infrastruktury, a rozważyć kwestie kompozycji i estetyki. Postęp w wykorzystaniu innowacji solarnej w branży architektonicznej następuje w tempie ekspresowym.

W 2017 roku pojawiła się zapowiedź innowacyjnej dachówki solarnej, a pod koniec 2019 roku Tesla już pokazała światu solarną dachówkę 3. generacji, o nazwie Solarglass. Podstawowym atutem instalacji solarnego dachu z takich dachówek jest to, że dachówki pełnią łącznie funkcje ochronne i funkcje paneli słonecznych nie ma zatem konieczności montażu szpecącego dach i elewację systemu paneli. Przedstawiciel producenta twierdzi, że montaż dachówki solarnej zmniejszy koszt montażu pokrycia i instalacji o 80% w stosunku do tradycyjnego. Nie na Elonie Musku kończy się współczesna myśl projektowa. Szkła fasad wentylowanych z elementami fotowoltaicznymi w środku od dawna znajdują się w sprzedaży i mogą być wykorzystywane z sukcesem – również estetycznym.

Giętka fotowoltaika jako przykrycie bardziej skomplikowanych krzywizn brył elewacji i rozwiązanie dla środków transportu pokazuje ogrom możliwości, jaki pojawia się przed współczesnym projektantem.

Architekci i urbaniści, skupiając się na proponowanych kierunkach i możliwościach zrównoważonego rozwoju, powinni przewidywać, że współczesna energetyka prosumencka związana będzie nierozerwalnie nie tylko z nowoczesną zabudową prywatną i publiczną, ale i całą infrastrukturą budowlaną.

Pojęcie pasywnego domu inteligentnego łączyć się będzie z tendencją do coraz większej energooszczędności i będzie też wyznaczać kierunek rozwoju budownictwa w ogóle, dzięki inteligentnym systemom zdalnego dysponowania energią gospodarstwa, przez niego samego produkowaną, zmniejszając zużycie poprzez eliminację pracy niepotrzebnych, w danych warunkach czy czasie, sprzętów.

Źródła:

1. Katalog producenta 2020 : https://www.ertex-solar.at [dostęp 07.05.2020]
2. Popczyk J. Energetyka jaką znamy zniknie do 2050 roku, Mat. IV Kongresu Energetycznego, 2018
3. Katalog producenta 2020: https://www.das-energy.com/mobile-outdoor [dostęp 07.05.2020]
4. Katalog producenta 2020: https://www.tesla.com/solarroof [dostęp 05.06.02020]
5.Materiały Konferencji Urban Element Talk 30.11-2.12.2019, Kraków https://www.elementtalks.com/urban2018/ [dostęp 06.05.2020]


Opracowanie:

  • Anna Maj – Fundacja Gryffindor
  • Konstanty Marszałek – Akademia Górniczo- Hutnicza w Krakowie

 

Redakcja GLOBEnergia