Maciej Grelewicz

Nowości

Projekty

Dom pod Londynem

Pasywny wieżowiec

Dom kultury

Dom z ziemi

Nagrobek

Drewniana Toaleta

Dom z cegły

O nas

Kontakt

English

Pasywny wieżowiec

klimat kontynentalny

konkurs, 2014

 

Procesy urbanizacyjne, wzmacniane przez tendencje demograficzne powodują szybki rozwój miast, zarówno wertykalnie, jak i horyzontalnie. Choć budynki wysokościowe mają negatywny wpływ na środowisko (według Kena Yeang'a, eksperta w dziedzinie badań nad ekologicznymi drapaczami chmur, wysokie budynki potrzebują o 1/3 więcej energii i materiałów (na metr kwadratowy) do budowy, użytkowania i wyburzenia w porównaniu do innych typów budynków), dalszy rozwój tej typologii wydaje się nieunikniony. Korzyści wynikające z budowy takich obiektów (redukcja efektu rozlewania się miast, zmniejszenie zużycia energii na transport, bardziej efektywne wykorzystanie energii w skali rejonu) częściowo redukują wysoki ślad węglowy budynków wysokich, ale wciąż uczynienie ich bardziej ekologicznymi jest jednym z największych wyzwań współczesnej architektury.

 

Rynek urządzeń i materiałów aktywnie pozyskujących energię słoneczną (np. panele słoneczne, ogniwa fotowoltaiczne) nieustannie się rozwija, ale produkty te mają dość długi czas amortyzacji. Choć możemy się spodziewać dalszych innowacji w tej dziedzinie, optymalizacja budynku względem parametrów działki (strefa klimatyczna, orientacja względem słońca, przeważające wiatry) nie będzie tracić na znaczeniu. Racjonalne wykorzystanie promieniowania słonecznego, zależnie od klimatu i orientacji budynku, powinno być jednym z głównych czynników przy projektowaniu ekologicznej architektury. Niestety, jest to przeważnie całkowicie pomijane przy projektowaniu drapaczy chmur - mają one najczęściej jednorodną, niemal całkowicie przeszkloną fasadę ze wszystkich stron. Tak zaprojektowane budynki charakteryzują się olbrzymim zapotrzebowaniem energii na ogrzewanie i/lub chłodzenie (w zależności od strefy klimatycznej i funkcji).

 

Projekt pasywnego wieżowca stara się wykorzystać promieniowanie słoneczne do zmniejszenia zapotrzebowania energetycznego budynku - zminimalizowania ilości energii potrzebnej do chłodzenia latem i ogrzewania zimą. Wieżowiec zaprojektowany jest dla klimatu kontynentalnego z chłodnymi zimami i ciepłym lub gorącym latem, obejmującego swoim zasięgiem centralne i północne rejony Ameryki Północnej, Europy i Azji, w tym wiele miast o ogromnym znaczeniu ekonomicznym, politycznym i kulturowym, takich jak: Nowy Jork, Pekin, Moskwa, Seul, Chicago, Toronto, czy Berlin. Choć zastosowane tu rozwiązanie są dostosowane do konkretnego klimatu, sama idea optymalnego wykorzystania promieni słonecznych do zmniejszenia zapotrzebowania energetycznego budynku jest uniwersalna i może być zastosowania pod każdą szerokością geograficzną.

 

Wykorzystywanie promieniowania słonecznego w sposób pasywny od wielu lat zyskuje na popularności w budownictwie jednorodzinnym (dom pasywny - standard energetyczny stworzony w Niemczech w latach 90-tych, jest często stosowany w Europie, zwłaszcza w Niemczech i w Skandynawii). Proponowany wieżowiec wielorodzinny, może być postrzegany jako zbiór domów jednorodzinnych ustawionych jeden na drugim. Każde z mieszkań zajmuje całe piętro i podzielone jest na dwie strefy - wyizolowany cieplnie rdzeń mieszkalny i ogród zimowy, stanowiący umowną strefę przejściową między wnętrzem budynku i środowiskiem naturalnym. Stopień przeszklenia rdzenia różni się w zależności od orientacji - południowe, wschodnie i zachodnie ściany (dla budynków zlokalizowanych na półkuli północnej) mają duże przeszklenia, na całą wysokość pomieszczeń, podczas gdy na elewacji północnej zlokalizowane są jedynie niewielkie otwarcia, umożliwiające naturalną wentylację. Pion komunikacyjny usytuowany jest w północnej części budynku i stanowi bufor termiczny dla przestrzeni mieszkalnych. Budynek jest długi i wąski - umożliwia to maksymalne wydłużenie elewacji południowej, dającej największe zyski ciepła z promieniowania słonecznego i ułatwia naturalną wentylację. Rdzeń mieszkalny jest z 3 stron (oprócz fasady północnej) otoczony ogrodem zimowym, posiadającym całkowicie przeszkloną, otwieralną fasadę. Zimą ta przestrzeń stanowi bufor termiczny, a latem (kiedy fasada jest otwarta) staje się przestronnym zacienionym tarasem. Strop ogrodu zimowego tworzy nadwieszenie nad apartamentem zlokalizowanym niżej, blokując niepożądany wpływ promieni słonecznych, nagrzewających budynek latem, a jednocześnie pozwalając im penetrować wnętrza zimą, kiedy słońce jest położone niżej. Drzewa zlokalizowane na tarasie zapewniają dodatkowe zacienienie latem, chronią przed wiatrem, hałasem, pochłaniają cząsteczki kurzu, dwutlenku węgla i produkują tlen.

 

Główna konstrukcja wieżowca, wykonana z drewna, w technologii mass timber (kolumny i stropy powstały w wyniku laminowania mniejszych kawałków drewna), została posadowiona na żelbetowych fundamentach i wzmocniona belkami z żelbetu (zwiększają one rozstaw kolumn, zapewniając większą swobodę przy projektowaniu rzutów mieszkań). Drewno jest materiałem odnawialnym, charakteryzującym się zdolnością do pochłaniania dwutlenku węgla z atmosfery. Według badań słynnego amerykańskiego biura projektowego SOM, 42-piętrowy budynek w tej technologii może mieć aż o 60-75% mniejszy ślad węglowy, niż swój żelbetowy odpowiednik.