preskočiť na hlavný obsah

Zelená budova a jej miesto vo vývoji techniky modernej architektúry

/up/images/featured/images/0-zelenabudovaajejmiesto.jpg

Ľudstvo od druhej polovice 20. storočia začalo riešiť jeden z najťažších dlhodobých technickoekonomických problémov sveta, ktorý môžeme vidieť v dvoch neoddeliteľných úlohách. Prvou je zaistenie dostatku energie, zabezpečujúcej plynulý rozvoj spoločnosti v jej najširšom poňatí, v priemysle, v doprave i v ľudských sídlach, pričom práve ľudské sídla sú predmetom našej pozornosti v oblasti techniky v architektúre. Druhou je zaistenie ekológie v makroštruktúre životného prostredia a rovnako pri tvorbe umelého životného  architektonického prostredia v budovách ľudských sídiel.

Interakcia  ekonomické aktivity a ekológia

Žiaľ ľudstvo neriešilo obe neoddeliteľné úlohy s rovnakou vážnosťou a v druhej z uvedených úloh tohto technického problému ostalo našej planéte veľkým dlžníkom. V dôsledku ekonomických aktivít človeka zvyšuje sa v atmosfére objem emisií skleníkového typu a rast globálnej teploty (obr. 1). Do roku 1980 bola kapacita ekosystému v porovnaní s objemom emisií dostatočná a bola schopná zabezpečiť spätnú asimiláciu vyprodukovaných emisií (obr. 2). V rokoch 1980  1990 ekologická stopa prekročila reprodukčnú hodnotu bio kapacity planéty Zem (3  3,5 mld. ton emisií skleníkového typu/rok). Človek narazil na limit stanovený prírodou. Ak by ľudstvo vo svojom vývoji pokračovalo v tomto trende, potrebovalo by za cca 20 rokov, t. j. v roku 2030 pre svoje aktivity dve planéty (zatiaľ má však len jednu !). Od roku 1990 ľudstvo produkuje ekologický dlh a v súčasnom období je biokapacita planéty Zem prekročená o 30 %. Ľudstvo musí pre svoju druhú rovnocennú a neoddeliteľnú úlohu hľadať riešenie, ktoré zabezpečí obnovenie rovnováhy medzi možnosťami prírody  biokapacitou a množstvom vyprodukovaných emisií. Dlhodobé prognózy poukazujú na možnosť riešenia tohto problému v 40ročnom horizonte  rok 2050 (obr. 3). Žiaľ ľudstvo sa zatiaľ nezjednotilo na riešení tohto nelichotivého problému. Dôvodom tejto skutočnosti sú nielen rozdiely v produkcii emisií, ale aj v biokapacite jednotlivých krajín či v skutočnosti, že problematika emisií skleníkového typu je typická problematika ochrany vlastníckych práv, lebo tento sklad emisií vlastnia všetci obyvatelia planéty.

Nízkoemisné technológie výroby

Potešiteľná je však aspoň tá skutočnosť, že ľudstvo si uvedomuje nutnosť prehodnotiť svoje priority v investíciách, ako:
• transformácia materiálového sektora v celej spoločnosti smerom k ekologicky čistým prírodným materiálom a to aj v ľudských sídlach, ku kompozitom na báze ekologicky čistých materiálov,
•    transformácia celého hospodárstva smerom k nízkoemisným a ekologicky čistým technológiám a k ekologicky čistým produktom výroby,
•    transformácia energetického sektora smerom k ekologicky čistým obnovi teľným zdrojom energie a ekologicky čistej konverzie energie (obr. 4), a to rovnako aj v ľudských sídlach, pretože tieto priority predstavujú nezastu piteľnú produkčnú technológiu kapitálu poskytovaného človeku prírodou. Tento problém nie je možné riešiť bez nezastupiteľnej úlohy uvedených transformácií v celej spoločnosti v priemysle, doprave i v ľudských sídlach, t. j. v technike modernej architektúry informačného veku. Na stručne naznačený ekologický problém preto reaguje svetová veda v oblasti techniky architektúry novým termínom Zelená architektúra, ktorej produktom je Zelená budova, založená na systémovej väzbe Budova  Klíma (ekológia)  Energia.

Nízkoenergetická, zelená a trvalo udržateľná architektúra

Ak v systémovej väzbe Budova  Klíma  Energia sme v minulosti dávali prioritu Energii (stav u nás ale rovnako aj v zahraničí), t. j. Klímu sme kvantifiko vali len fyzikálnymi parametrami, dostali sme schému pre Nízkoenergetickú architektúru, ktorej produktom je Nízko energetická budova. Ak v systémovej väzbe Budova  Klíma  Energia dáme rovnakú váhu Energii aj Klíme (Ekológii), t. j. Klímu kvantifikujeme nielen fyzikálnymi, ale aj chemickými parametrami, dostaneme schému pre Zelenú architektúru, ktorej produktom je Zelená budova (obr. 5).

Základnou stratégiou zelenej budovy na rozdiel od nízkoenergetickej budovy je šetrenie či racionálne využívanie nielen energetických, ale rovnako aj vodných a materiálových zdrojov. V oblasti Energie je zelená budova charakterizovaná tendenciami orientácie na ekologicky čisté zdroje (predovšetkým obno viteľné) a ich ekologickú konverziu. V oblasti Vody je zelená budova charakterizovaná tendenciami orientácie na ekologicky čisté prírodné zdroje a ich ekologickú ochranu. V oblasti Materiálu je zelená budova charakterizovaná tendenciami orientácie na ekologicky čisté hmoty a na ich nízkoemisné technológie výroby alebo ekologicky čistú výrobu. Významnou stratégiou zelenej budovy je optimálna Redukcia produkcie Emisií v celej sfére rozvoja ľudských sídel (obr. 6). Schému cieľového programu vývoja budov v technickej stránke architektúry informačného veku predstavuje Trvalo udržateľná budova, ktorá je produktom Trvalo udržateľnej architektúry. Charakterizovaná je aplikáciou ekologicky čistých materiálových, vodných a energetických zdrojov a ich ekologicky čistej výroby či konverzie a nulovou produkciou emisií. Trvalo udržateľná budova a trvalo udržateľná architektúra predstavujú významnú sféru trvalo udržateľnej spoločnosti, ktorou sú ľudské sídla. Táto významná sféra spoločnosti prispieva k jej trvalej udržateľnosti, ktorú charakterizujú nasledovné vlastnosti: neznižuje rozmanitosť prírody, zachováva funkcie ekosystémov a poskytuje životné potreby pre budúce generácie.

Proces tvorby zelenej budovy

Projektovanie je proces dokazovania. Každý projekt je jedinečný svojou reakciou na konkrétne požiadavky a danosti  vstupy. Projektovanie je proces spolupráce, je teda integrovaným procesom, ktorého cieľom je optimálna funkcia celého systému (budovy). Bohaté vedomosti tímu odborníkov nemôžu byť využívané izolovane, naopak, musia byť filtrované a synergicky využívané súčasne v integrovanom návrhu.

Projektová tvorba v modernej architektúre je multidisciplinárny proces vyúsťujúci do:
•    architektonického výrazu exteriéru a interiéru budovy ^ estetika,
•    požadovanej priestorovej a plošnej pôdorysnej úžitkovosti budovy ^ funkcia,
•    vysokého štandardu zdravej a komfortnej budovy ^ technika,
•    akceptovateľných priestorových či plošných ukazovateľov cenových relácií budovy ^ ekonomika (obr. 7).

Tento multidisciplinárny proces je realizovaný architektom (tímom architektov) a spolupracujúcimi špecialistami pre techniku a ekonomiku architektúry. Žiaľ je nutné konštatovať, že táto spolupráca v súčasnej projektovej praxi nezačína od prvých škíc architektonického konceptu a často je vo veľkom rozsahu pomerne izolovaná.

Integrovaný projektový proces tvorby zelenej budovy odráža zručnosti a vedomosti odborníkov z rôznych odborných disciplín či profesií a ich synergickú interakciu k rôznym stavebným systémom, či technológiám. Integrovaný proces tvorby zelenej budovy musí byť aplikačne vlastný jeho všetkým projektovým fázam. Tvorba zelenej budovy, prípadne trvalo udržateľná tvorba budovy sú technické termíny, často využívané na popis konečného výsledku architektonickostavebného diela vyjadreného v ukazovateľoch:
•    MATERIÁL pre stavbu budovy. Sú to ekologicky čisté stavebné materiály? Je ich výroba nízkoenergetická
a ekologicky čistá? Je spotreba materiálov úsporná? Je produkcia emisií z exploatácie budovy redukovaná?
VODA pre exploatáciu budovy. Je kvantifikácia potreby vody úsporná? Je v budove riešené vlastné vodné hospodárstvo? Aká je koncepcia budovy v interakcii VODA a ODPADY?
•    ENERGIA spojená s exploatáciou budovy. Sú to nízkoemisné alebo ekologicky čisté zdroje energie vrátane jej konverzie? Sú využívané ob noviteľné zdroje energie a v akom kvantitatívnom rozsahu? Aký je podiel energie z obnoviteľných zdrojov a z fosílnych palív?

Stručne uvedené ukazovatele integrovaného projektového procesu tvorby budov, napriek skutočnosti, že venujú veľkú pozornosť v oblasti ekológie (napr. redukcia emisií plynov a pod.), nie sú charakterizované nulovým negatívnym vplyvom na životné prostredie. Táto požiadavka je vlastná až kvalitatívne vyššiemu obecnému termínu „Trvalo udržateľný rozvoj" a teda v ňom aj termínu „Trvalo udržateľná budova". Uvedená analýza nás vedie k tomu, aby sme sa v ďalších úvahách venovali procesu tvorby zelenej budovy ako významnému kroku na ceste k procesu tvorby trvalo udržateľnej budovy.

Štruktúra základnej stratégie

Zelenú budovu v jej základnej stratégií definujeme ako budovu s cieľavedomým šetrením  racionálnym využívaním materiálových, energetických a vodných zdrojov (obr. 8).

V materiálovej oblasti zelená budova v jej základnej stratégií je definovaná orientáciou na ekologicky čisté hmoty a rovnako na ekologickú výrobu stavebných materiálov pre materiálovo  konštrukčnú tvorbu detailov, prvkov a sústav budov. V energetickej oblasti zelená budova v jej základnej stratégií je definovaná orientáciou na ekologicky čisté zdroje a to predovšetkým na samoobno vujúce sa alternatívne zdroje energie a rovnako na ekologickú konverziu energie, pre najširšiu škálu energetickej potreby i spotreby spojenej s tvorbou optimálneho umelého  architektonického prostredia budov. Preto interakcia Obno viteľné zdroje a Ekologická konverzia energie je vážnym prvkom vnútornej štruktúry stratégie, zvýrazňujúcim princípy a koncepty zelenej budovy. V oblasti vody zelená budova v jej základnej stratégii je definovaná orientáciou na ekologicky čisté prírodné zdroje a rovnako na ich cieľavedomú ochranu pred znečistením odpadmi. Preto interakcia Voda a Odpady a interakcia Územie a Zeleň sú vážnymi prvkami vnútornej štruktúry stratégie, zvýrazňujúcimi princípy a koncepty zelenej budovy.

Uvedené tri oblasti základnej štruktúry stratégie zelenej budovy vyúsťujú do úsilia o optimálnu redukciu produkovaných emisií plynov a spotreby energie v budove a do úsilia cieľového programu neznižovať Rozmanitosť prírody, zachovávať Funkcie ekosys témov a poskytovať Životné potreby pre budúce generácie  je to program trvalo udržateľnej budovy v programe trvalo udržateľného rozvoja celej spoločnosti.

Štruktúra vnútornej stratégie

Vnútorná štruktúra tejto základnej stratégie zelenej budovy predstavuje strategické prvky, ktoré zvýrazňujú princípy a koncepty zelenej budovy. Patria k nim:

•    stratégia aplikácie samoobnovujú cich sa alternatívnych zdrojov energie a s nimi spojená ekologická konverzia primárnej na úžitkovú energiu,
•    stratégia transmisie tepla ako základného parametra pre hygienické kritériá obalových konštrukcií budov a jedného z určujúcich kritérií energetickej potreby budovy,
•    stratégia vetrania zelenej budovy ako jeden zo základných parametrov kvality vnútornej klímy vyjadrený jej ekológiou a racionálnym využívaním energie,
•    stratégia vykurovania zelenej budovy s orientáciou na aplikáciu obnoviteľ ných zdrojov, racionálne využívanie energie a redukciu produkcie emisií,
•    stratégia chladenia zelenej budovy rovnako s orientáciou na aplikáciu obnoviteľných zdrojov energie, využívanie prirodzených fyzikálnych javov a redukciu produkcie emisií,
•    stratégia osvetlenia a insolácie zelenej budovy zabezpečujúca zrakovú pohodu v tvorbe umelého architektonického prostredia a spolupodieľajú ca sa na tvorbe zelenej budovy (inso lácia),
•    stratégia obalových konštrukcií zabezpečujúca racionálne využívanie ekologicky čistých materiálov, z ich ekologicky čistej produkcie, a spolu podieľajúca sa na racionálnom využívaní energie a ekologickej tvorbe architektonického prostredia,
•    stratégia automatizovaných systémov riadenia, ktoré sú už dnes nepostrádateľným nástrojom modernej budovy súčasného informačného veku,
•    stratégia interakcie územie a zeleň zabezpečujúca ekologickú makro štruktúru životného prostredia a podmieňujúca vhodný výber lokality budov,
•    stratégia interakcie voda a odpady, zabezpečujúca ekologickú tvorbu a ochranu vodných zdrojov, racionálne využívanie a riadenie domových vodných hospodárstiev, ekologické spracovanie alebo likvidáciu odpadov a tvorbu zelene v interiéroch a v okolí budov.

Každý z vyššie uvedených prvkov štruktúry vnútornej stratégie zvýrazňujúcich princípy a koncepty zelenej budovy, má v integrovanom procese jej tvorby svoje významné špecifiká, ktoré z dôvodov obmedzenia rozsahu článku nemôžu byť hlbšie analyzované.

Záver

Súčasný vývoj techniky v architektúre vedie jednoznačne cez Zelenú budovu, ktorá predstavuje významný príspevok  pozitívny krok k cieľovému programu, ktorým je Trvalo udržateľná budova.

Celospoločenský trend rozvoja nízko emisných a nízkoenergetických technológií má v rozvoji modernej architektúry svoj odraz práve v pojme Zelená budova. Predkladaný článok prispieva k rozvoju teórie a tvorby zelenej budovy ako prvý cez systémovú väzbu Budova  Klíma  Energia a túto svojim vlastným riešením rozvíja do integrovaného projektového procesu.

Tento príspevok bol podporovaný Agentúrou na podporu výskumu a vývoja na základe Zmluvy č. APVV062410.

doc. Ing. Boris Bielek, PhD., Dr.h.c. prof. Ing. Milan Bielek DrSc, Ing. Juraj Híreš, Stavebná fakulta STU Bratislava

Úvodné foto: Optigreen


Literatúra:
[1]Karl T. R., Melillo J. M, Peterson T. C. et all: Global Climate Change Impacts in the United States, New York: Cambridge University Press, 2009
[2]    Lukášik    D., Feranci J., Tkáčik Ľ, Vra nay F.: Zelená zóna Košíc ako ekonomická a technická symbióza obnovi teľných zdrojov energie a zemného plynu. Košice: Centrum výskume ekonomiky obnoviteľných zdrojov energie a distribučných sústav, 2010, s. 104
[3]    Bielek B., Híreš J, Lukášik D., Bielek M.: Vývoj techniky v architektúre pre udržateľnú spoločnosť, Bratislava: Nakladateľstvo STU, 2012
[4]    Bielek    M., Bielek B.: Environmental strategies for design of sustainable buildings in technique of greeneco architecture, In : Central Europe Towards Sustainable Building 2010: From Theory to Practice  Extended Proceedings CESB 10, Prague: Grada Publishing, 2010, p. 81  84

zdroj: VYDAVATEĽSTVO EUROSTAV, spol. s r.o.­

Páčil sa vám článok?

áno: 108     nie: 101

Odporúč

pošli na vybrali.sme.sk

 

Odporúč známemu


logo © 2007 4-INDUSTRY, s.r.o. Všetky práva vyhradené. Ochrana údajov –  Podmienky poskytnutia služby