Действительно ли стратегии пассивного проектирования эффективно сокращают выбросы углекислого газа?
Архитектура – это трансдисциплинарная область. Он включает в себя принципы и знания из нескольких других дисциплин, чтобы гарантировать, что построенная структура функционирует так, как задумано. По сути, это предполагает рассмотрение контекста, в котором находится здание, включая его непосредственное окружение, например, соседние постройки, местное биоразнообразие и климат. По сути, архитектура существует только в определенном контексте. Когда мы расширяем этот контекст в более широком масштабе, он становится тем, что мы обычно называем «окружающей средой».
Архитектура не должна быть изолирована от окружающей среды, а принципы рационального проектирования всегда были направлены на оптимизацию биоклиматических характеристик здания. По мере развития современности и технического прогресса мы получили возможность искусственно регулировать эту производительность, частично отключая здание от его естественной среды. Однако нынешний экологический кризис подчеркнул острую необходимость вернуться к тому, что мы сейчас называем «пассивным дизайном», и продвигать его. По сути, пассивный дизайн соответствует биоклиматической архитектуре, используя природные условия для регулирования температуры и энергопотребления здания. Обеспечение экологического комфорта является важным фактором общей эффективности здания, и в свете необходимости экологической устойчивости и восстановления ключевой вопрос, стоящий перед сферой архитектуры и ее заинтересованными сторонами, заключается в следующем: может ли пассивное проектирование эффективно уменьшить выбросы углекислого газа в атмосферу?
Пассивный дизайн — это подход, основанный на использовании природных условий для уменьшения необходимости в искусственном или механическом климат-контроле. Это влечет за собой оптимизацию планировки здания, материалов, проемов и ориентации, чтобы максимально использовать природные элементы, что в конечном итоге повышает экологический комфорт. Применение этих стратегий делает отдельные здания более экологически чистыми и значительно снижает общее потребление энергии при их широком внедрении.
Фундаментальные принципы пассивного дизайна включают выбор отверстий, которые позволяют солнечному свету проникать в холодные месяцы и обеспечивают вентиляцию в жарком климате. Стоит отметить, что строительная отрасль вносит значительный вклад в выбросы CO2, причем значительная часть этих выбросов приходится на производство сырья. Понятие «углеродный след» измеряет выбросы, образующиеся на протяжении всего жизненного цикла любого объекта, будь то живой организм или неодушевленный объект, который вносит свой вклад в воздействие на окружающую среду нашей планеты.
Строительство в значительной степени зависит от производимых и обработанных материалов, оказывающих существенное воздействие на окружающую среду, часто без пропорциональных выгод. Связанные с этим области знаний должны разрабатывать более экологически ответственные методы и материалы. Такие стратегии, как использование сборных материалов, перепрофилирование отходов и поиск местных ресурсов, должны быть неотъемлемой частью усилий, направленных на смягчение воздействия на окружающую среду на нашей планете.
Пассивный дизайн оказывает положительное воздействие на окружающую среду, уменьшая потребность в активных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, которые полагаются на ограниченные, невозобновляемые ресурсы. Примечательно, что на отопление и электроэнергию приходится около 19% косвенных выбросов парниковых газов. Следовательно, принятие принципов пассивного проектирования может значительно снизить уровень выбросов. Когда мы уменьшаем нашу зависимость от электричества и отопления, мы уменьшаем нагрузку на эти системы. В результате такое снижение спроса приводит к меньшему использованию ископаемого топлива, основного источника энергии для производства и предоставления этих услуг.
Перекрестная вентиляция – это пассивный метод естественного кондиционирования воздуха. При размещении здания следует учитывать местные условия, например, использование преобладающих ветровых потоков в жаркие летние месяцы, чтобы максимально эффективно использовать эту технику. Кроме того, стратегически расположенные отверстия возле потолка служат выходом для горячего воздуха, который скапливается вблизи верхних частей, эффективно снижая температуру в помещении. Инсоляция, воздействие солнечного света, работает по аналогичному принципу. Это предполагает выравнивание ориентации здания относительно земли, чтобы обеспечить попадание прямых солнечных лучей, особенно в холодное время года, например зимой. Также важно учитывать, как солнечный свет влияет на строительные материалы. Эти материалы должны обладать тепловой инерцией, совместимой с желаемым эффектом, то есть они могут поглощать тепло днем и постепенно отдавать его ночью или облегчать этот теплообмен.
Помимо биоклиматических стратегий, ориентированных на то, как мы используем и занимаем застроенные помещения, значительная часть выбросов парниковых газов связана с производством строительных материалов. Например, производство цемента и стали предполагает сжигание ископаемого топлива. Следовательно, крайне важно уделять первоочередное внимание исследованиям и разработкам, направленным на создание устойчивых и возобновляемых альтернатив таким материалам, как цемент и сталь. Зеленые крыши являются жизненно важным компонентом строительной системы, идеально гармонирующим с пассивным дизайном. Кроме того, создание строительных материалов с использованием отходов в качестве основного сырья и обеспечение возможности вторичной переработки приближает эти материалы к естественному жизненному циклу, который также включает экологически ответственную утилизацию.
Усилия по расстановке приоритетов пассивного дизайна зависят от подхода архитекторов, в идеале с самого начала проекта. Ярким примером является бразильский архитектор Жоау Филгейрас Лима, также известный как Леле. Он получил признание за широкое использование биоклиматических стратегий, уделяя особое внимание оптимизации вентиляции, использованию экономически эффективных материалов и внедрению эффективных методов управления отходами во время строительства и производства. Его широкое использование методов сборного строительства ускорило процесс строительства, сохраняя при этом более чистую рабочую среду. Кроме того, Леле включил систему перекрестной вентиляции, иногда с помощью вытяжных вентиляторов и воздуховодов, в качестве пассивного дизайнерского решения, повышающего долгосрочную экономическую эффективность зданий. Интеграция естественных систем кондиционирования воздуха, особенно в медицинских учреждениях, также снижает риск передачи заболеваний и инфекций.
Долгосрочная устойчивость — это концепция, которую отстаивает архитектор Уильям Макдонаф, видный деятель в области архитектуры «от колыбели до колыбели». Макдоноу стойко выступает за экологическую компенсацию в своих проектах, иллюстрируя нулевой подход к смягчению воздействия нового строительства на окружающую среду. Показательный случай 1989 года связан с победой Макдоно в конкурсе на строительство бизнес-башни в Польше. В дополнение к проекту здания архитектор предусмотрел посадку деревьев на площади 26 квадратных километров — мера, призванная компенсировать потребление энергии во время строительства и эксплуатации здания.
В сочетании с системами возобновляемой энергии пассивный дизайн значительно повышает эффективность здания. Это делает структуру более самодостаточной с точки зрения энергии, а в тех случаях, когда одних только пассивных мер может быть недостаточно, более чистые источники энергии могут дополнить потребности. Примечательно, что, по данным Организации Объединенных Наций, солнечная радиация, достигающая Земли, превосходит потребности человека в электроэнергии, что указывает на более экологически ответственный способ комфортной жизни. На протяжении всего жизненного цикла здания пассивный дизайн также снижает требования к техническому обслуживанию, поскольку он меньше зависит от искусственного кондиционирования воздуха. Это, в свою очередь, сводит к минимуму вероятность сбоев в работе инфраструктуры и систем здания, что приносит пользу как жильцам, так и строителям.
Хотя пассивный дизайн ценен, он сам по себе не может охватить все аспекты проекта. Несмотря на значительный упор на оптимизацию дизайна и ориентации фасадов, на новые строительные проекты часто влияют соседние постройки и городские правила, которые могут налагать ограничения, потенциально ограничивая идеальное размещение зданий. Кроме того, ускоряющееся глобальное повышение температуры влияет на эффективность традиционных стратегий пассивного проектирования. Поскольку климатические условия становятся все более нестабильными и неопределенными, опора исключительно на пассивное проектирование не всегда может эффективно решать проблемы экстремальных погодных условий. Следовательно, крайне важно изучить подходы к проектированию и строительству, которые учитывают факторы окружающей среды и смягчают воздействие человечества на планету. Это включает в себя оценку используемых источников энергии, повышение эффективности здания и согласованную интеграцию всех этих элементов в проект.
Важно осознавать, что пассивный дизайн — это всего лишь один элемент более широкой системы, способствующий созданию экологически ответственной и регенеративной архитектуры. Понимание и использование природных условий является фундаментальным знанием для тех, кто занимается строительством. Не менее важно учитывать материалы, использованные в проекте, городскую инфраструктуру, поддерживающую здание, и его положение в городе. По сути, это вопрос масштаба. Индивидуальные меры имеют важное значение, поскольку они указывают на изменение подхода, но, учитывая существенное воздействие человеческой деятельности на окружающую среду, наши коллективные усилия должны соответствовать масштабу проблем, с которыми мы сталкиваемся.
Эта статья является частью темы : Декарбонизация архитектуры, представленной Holcim.
Руководствуясь своей целью обеспечить прогресс для людей и планеты, Holcim обезуглероживает строительство, одновременно повышая уровень жизни для всех. Holcim дает архитекторам и разработчикам во всех регионах возможность строить экологично. В этой серии рассказывается о том, как города будущего могут стать низкоуглеродными, безотходными и устойчивыми.
Каждый месяц мы углубленно исследуем тему с помощью статей, интервью, новостей и архитектурных проектов. Мы приглашаем вас узнать больше о наших темах . И, как всегда, в мы приветствуем вклад наших читателей; Если вы хотите представить статью или проект, свяжитесь с нами.
