La биоклиматична архитектура Това е престанало да бъде любопитство за ентусиастите на устойчивостта и се е превърнало в истинска необходимост. Слънцето, вятърът, дъждът и растителността вече не се възприемат просто като ограничения за даден проект, а като съюзници, способни да намалят потреблението, да подобрят комфорта и да намалят емисиите. Все по-често архитектурните фирми и предприемачите разчитат на тези ресурси, за да строят сгради, които консумират по-малко енергия, имат по-малко въздействие върху околната среда и освен това са много по-пригодни за живеене.
В тази статия ще разгледаме най-добрите примери и проекти на биоклиматична архитектураОт еднофамилни къщи до реновирани жилищни блокове от 60-те години на миналия век, както и културни центрове, горски убежища и офис кули, ще видите как стратегиите се променят в зависимост от климата (влажен, средиземноморски, островен, континентален и др.), какви пасивни решения се прилагат и как те се комбинират с възобновяема енергия и местни материали, за да се постигнат сгради с почти нулево потребление на енергия.
Какво разбираме днес под биоклиматична архитектура
La биоклиматична архитектура Това е дизайнерски подход, който винаги започва от климата и специфичните условия на мястото: слънчева ориентация, модели на вятъра, влажност, валежи, налична растителност, топография… Целта е геометрията на сградата, нейните секции, материали и обвивка да работят в полза на комфорта, като се минимизира нуждата от климатизация и изкуствено осветление.
Този подход е тясно свързан с енергийна ефективност и намаляване на емисиите на CO₂В Европейския съюз сградите консумират около 40% от общата енергия и голяма част от тази енергия все още идва от изкопаеми горива. Не е случайно, че регулациите стават все по-строги и че новите строителни проекти трябва да се приближават все повече до стандарта за почти нулево потребление на енергия.
На практика биоклиматичната архитектура разчита на пасивни стратегии Те включват правилната ориентация на помещенията, кръстосаната вентилация, топлинната инерция на материалите, биоклиматичните дворове, слънцезащитата и интелигентното използване на растителността. Освен това има ефективни активни системи (аеротермални, геотермални, фотоволтаични, рекуперация на топлина) и внимателно обмислен подбор на материали.
Освен това, има ясен ангажимент за устойчиви и нисковъглеводородни материалиСертифицирано дърво, камък, местна керамика, рециклирана или естествена изолация и модулни решения, които опростяват строителството, намаляват отпадъците и улесняват бъдещия демонтаж. Пълният жизнен цикъл на сградата и всеки продукт вече е взет предвид в уравнението.
Успоредно с това, технологията позволява включването на интелигентно управление и автоматизация В домове и сгради: моторизирани щори, сензори за CO₂ и температура, управление на засенчванията, управление на вентилацията или интеграция на фотоволтаици, което се вписва идеално в концепцията за интелигентни домове, фокусирани върху пестенето на енергия.
Ключови принципи: климат, ориентация, изолация и вентилация
Един от стълбовете на биоклиматичната архитектура е използването на здравословни и устойчиви материалиДървото, естественият камък, местната керамика или рециклираните материали предлагат добри топлинни характеристики, издръжливи са и помагат за регулиране на влажността в помещенията, като същевременно намаляват въглеродния отпечатък в сравнение с високо преработените или петролни продукти.
La ориентация на сградата Това е друг решаващ фактор. В умерения климат на Северното полукълбо, максималният слънчев прилив обикновено се търси от южната страна през зимата, комбиниран със стрехи, щори и широколистна растителност за предпазване от прекомерна радиация през лятото. Излагането на вятър също се взема предвид, както за предпазване от студени ветрове, така и за насочване на хладния бриз през топлите месеци.
Добър топло и звукоизолация Това е задължително, ако трябва да се поддържа стабилна и комфортна вътрешна температура. Използват се двукрили прозорци, въздушни камери, естествена или рециклирана изолация, високоефективни дограма и нискоемисионно стъкло, комбинирани с щори, жалузи и завеси, които подсилват сградната обвивка, когато е необходимо.
La Естествена вентилация Това се постига чрез стратегическото разположение на отвори, вътрешни дворове и пространства с двойна височина, които генерират кръстосана вентилация и коминни ефекти. Тези пасивни системи, комбинирани с рекуператори на топлина, когато е необходимо, подобряват качеството на въздуха в помещенията и намаляват използването на климатици и интензивна механична вентилация.
Накрая, възобновяемите енергийни източници са интегрирани, като например слънчеви термални и фотоволтаични панелиСистемите за събиране на дъждовна вода, зелените покриви и решенията за управление на отпадъците допълват устойчивия подход към сградата, независимо дали става въпрос за еднофамилна къща, жилищен блок, офис сграда или дори търговски център.
Примерни биоклиматични домове в Испания
Първата група референтни проекти се състои от няколко Биоклиматични домове, разпределени в различни климатични зони на ИспанияИнтересът им се състои в това как реагират по много специфичен начин на условията на всяко място, от влажността на Галисия до жегата на Канарските острови или средиземноморската атмосфера.
La Биоклиматичната къща на ЛиуърдРазположена в Луго, тази демонстрационна къща е интегрирана в експерименталния вятърен парк Sotavento и е популяризирана от фондация Sotavento Galicia. Въпреки че изглежда като конвенционална къща, основната ѝ функция е да служи като изследователски, изложбен и образователен център за околната среда, фокусиран върху възобновяемата енергия и биоклиматичната архитектура.
В този случай те се тестват стратегии за оползотворяване на влажния атлантически климатСъчетавайки подсилена изолация, контрол на инфилтрацията, системи за възобновяема енергия и пасивни решения за слънчева енергия и защита, сградата действа като жива лаборатория, където се следят консумацията на енергия, температурите и производителността.
На Канарските острови, биоклиматична къща в Тенерифе, проектирана от Руис Лареа и сътрудници За отправна точка се използват традиционните селскостопански структури на региона Гериас, посветени на отглеждането на лозя. Къщата е с кръгла форма, за да се предпази от интензивното и постоянно ветрово налягане, като същевременно оптимизира ориентацията и използването на местни материали.
Този проект изследва пространствени и ландшафтни взаимоотношения, тясно свързани с околната средаИнтегриране на архитектурата във вулканичния пейзаж и използване на геометрията като инструмент за намаляване на въздействието на вятъра и максимизиране на улавянето на слънчева енергия, винаги със силно вдъхновение от традиционните производствени системи на острова.
La GG Биоклиматична къща В Барселона къща, проектирана от Alventosa Morell Arquitectes, е пример за концепцията за почти нулева консумация на енергия. Къщата произвежда висок процент от използваната енергия (около 88% възобновяема енергия) благодарение на внимателно проектирана комбинация от електрически бойлер, фотоволтаични панели и естествена дневна и нощна вентилация.
Тази къща се състои от шест модула, подредени според пътя на слънцето и да се уважава местоположението на съществуващите дървета. Използването на местни, естествени, рециклирани и ниско въздействащи материали намалява екологичния отпечатък. Резултатът е сграда, перфектно интегрирана в пейзажа на Монтсени, с обвивка, която напомня за средиземноморския планински климат.
В Джун (Гранада), жилищният комплекс „Невенчетата“Разработен от Iberdrola Inmobiliaria, проектът включва 25 екологични жилища, проектирани съгласно биоклиматични принципи. Основните помещения са с южно изложение, а жилищата разполагат със зелен покрив тип цистерна за изолация и съхранение на топлина, с фасади, които варират в зависимост от ориентацията им.
Сред прилаганите пасивни стратегии се открояват следните: минимизиране на периметъра на жилищатаВключени са кръстосана вентилация, системи за слънцезащита за прозорци и врати, както и вътрешен двор, който вкарва пряка слънчева светлина във вътрешните помещения през зимата. Тези характеристики се допълват от устойчиви материали, системи за възобновяема енергия и рециклиране на водата, постигайки икономии до 70% в потреблението на електроенергия и 35% във водата в сравнение с конвенционалните домове.
Биоклиматични ремонти: актуализиране на съществуващия сграден фонд
Едно от основните предизвикателства днес е биоклиматична рехабилитация на съществуващия сграден фонд, предимно неефективни от енергийна гледна точка. Новите сгради с почти нулево потребление на енергия не са достатъчни: от съществено значение е съществуващите сгради да се адаптират към целта за декарбонизация за 2050 г.
Намесата на Lacaton & Vassal в жилищна кула в Париж Парадигматично е. Вместо да се разрушават и строят наново, те предлагат да се добави един вид „втора кожа“, използвайки предварително изработени периметърни галерии, които функционират като зимни градини или оранжерии, прикрепени към къщите.
Тези зимни градини Те са окачени на съществуващата фасада, създавайки термозащитна диафрагма и разширявайки използваемата площ на пода. Включват термо щори и завеси, които позволяват регулиране на светлината и вентилацията, намалявайки консумацията на енергия на кулата приблизително наполовина и подобрявайки радикално комфорта.
В Барселона, Атенеу де Фабрисацио Реновирана от Oliveras Boix Arquitectes, тази индустриална сграда от началото на 20-ти век е превърната в културно съоръжение, проектирано с биоклиматични принципи. Интервенцията се фокусира върху подобряване на ограждащата конструкция на сградата, с цялостна изолация на всички повърхности и подмяна на стария азбестоциментов покрив със система от изолационни панели.
Тази нова корица включва големи светлинни прозорци, които осигуряват обилно естествено осветление И чрез система за мониторинг, те управляват отвора, за да комбинират естествена вентилация с механична вентилация. Резултатът е намаление с около 40% на потреблението на климатизация, в допълнение към селекцията от материали с оценка на жизнения цикъл и критерии за устойчиво производство.
Също така в областта на оборудването, Културен център Daoiz y Velarde В Мадрид, проектирана от Рафаел де ла Ос, сградата заема бившите съоръжения на военна казарма от края на 19-ти век. Ключовият елемент от биоклиматичната ѝ стратегия е ангажиментът ѝ към геотермалната енергия като възобновяема система за отопление и охлаждане.
Под фундаментната плоча са разположени топлообменници, които насочват свеж въздух през заровен колекторВъздухът се подгрява или охлажда предварително в зависимост от сезона. Това му позволява да достигне до сградата с температура, близка до нивото на комфорт, намалявайки енергията, необходима за отопление и охлаждане, с една трета. Освен това, новите подови плочи включват вериги за топлопренос, активирани от геотермалната система, превръщайки бетонните плочи в лъчисти, термоактивни елементи.
Покривът на културния център е проектиран като сложна система за естествено осветление и вентилацияс подвижни елементи, които позволяват контрол на навлизането на светлина и отваряне, когато външните условия са благоприятни, което допълнително намалява зависимостта от механични системи.
Също така в Барселона, Граждански център Lleialtat SantsencaПроектът на H Arquitectes се намесва в индустриална сграда от 20-те години на миналия век, като я пренастройва за културни цели. Целта тук е била да се увеличи максимално ефективността на съществуващата структура. пасивни системи и намалете механичната климатизация до абсолютния минимум.
Корицата отново е звездният елемент: тя е изпълнена с прозрачни клетъчни поликарбонатни панели Тези прозорци осигуряват естествена светлина и позволяват слънчева енергия през зимата и вентилация през лятото. Прегрятият въздух се изхвърля през контролирани отвори, създавайки мощен коминен ефект, който бързо охлажда сградата през топлите месеци.
В Мадрид, новата корпоративна централа на ИлюнионРехабилитираният от Grupo ACR, проектът трансформира офис кула от 1975 г. в ефикасна и съвременна сграда. Работата се фокусира върху ограждащата конструкция на сградата, като се прилага EIFS (Система за външна изолация и довършителни работи) като първа изолационна обвивка, покрита с микроперфорирани алуминиеви панели, чиято плътност на перфорация варира в зависимост от ориентацията.
Тази биоклиматична вентилирана фасада става мозайка, която интегрира корпоративния имидж на компанията Макар че значително подобрява топлинните характеристики на сградата, това е добър пример за това как енергийно ефективното обновяване може да комбинира ефективност, дизайн и визуална комуникация, без да се жертва нито едно от трите.
Дървото като мост между интериора, екстериора и климата
Освен енергийната ефективност, много проекти за зелено строителство използват дървото като централен езикНе само заради своите топлинни свойства и нисък въглероден отпечатък, но и заради способността си да създава емоционална връзка с пейзажа. Дървото действа като мост между интериора и екстериора, засилвайки интеграцията с околната среда.
Малкото Кабина от Льо КорбюзиеПостроена през 1952 г. на брега на Средиземно море, тази къща демонстрира как едно минималистично пространство може едновременно да бъде биоклиматично убежище и архитектурно изявление. Дървото облицова както фасадите, така и интериора, създавайки непрекъснатост на текстурите, която омекотява контраста със скалистия, морски пейзаж.
В този проект дървото допринася за регулират температурата и усещането за комфортНо това също така размива границите между дома и природата. Архитектурата изглежда като обем, оформен от заобикалящата я среда, дискретен обект, който се слива безпроблемно с бреговата линия.
Франк Лойд Райт със своята поредица от Къщи в прерията В началото на 20-ти век същата идея за климатична интеграция е изследвана чрез хоризонтални линии, големи стрехи и естествени материали. Тъмното, ръчно обработено дърво заема централно място в интериора, разширявайки характера на открития пейзаж, възприеман през непрекъснатите прозорци. Това наследство е част от модерна и съвременна архитектура.
В емблематичното ФолингуотърПостроен буквално над водопад, Райт развива концепцията още по-далеч. Дървени подове, мебели и детайли съжителстват с камък и бетон, за да създадат интериор, който диша в ритъма на гората. Звукът на водата, филтрираната светлина и постоянните гледки подсилват... пряка връзка между комфорта в помещенията и естествената среда, предвиждайки съвременните биоклиматични принципи.
La Къщата на ИймсПроектирана от Чарлз и Рей Иймс през 1949 г., къщата съчетава стоманена и стъклена конструкция с дървени повърхности, които очовечават цялостния дизайн. Големите прозорци позволяват на светлината и гледката към градината да се наводнят, докато дървото, използвано за облицовка и мебели, добавя топлина и регулира температурата на пространството, създавайки ранен пример за модерно жилище, което е чувствително както към климата, така и към пейзажа.
Архитектурите, които размиват границата между вътрешно и външно
В крайността на материалната деликатност откриваме Село на Великата китайска стена от Кенго Кума, където дървото е подредено в летви и филтри, които разсейват светлината и сенките на околната среда. Къщата се възприема като пропусклива мембрана, почти ефирен обем, в който интериорът и екстериорът се сливат безпроблемно.
Дървената ламела създава постоянна естествена вентилация и много фин контрол на слънчевата радиацияпозволявайки на сградата да се адаптира плавно към промените в климата. Архитектурната граница престава да бъде непрозрачна стена и се превръща в обитаема дебелина, където се регулира какво влиза и какво остава отвън.
на къщички на дървета или къщички сред дърветата Те са друг ясен пример за екологична архитектура, която разчита почти изцяло на дърво. Чрез издигането на къщата върху кокили или трупи, нейният отпечатък върху земята се намалява и се насърчава въздушният поток под и около конструкцията, създавайки силен биоклиматичен компонент и интимна връзка с гората.
В проекти като Резиденция „Златен изглед“ от Workshop ADДървото се простира по цялата обвивка на сградата, сливайки я безпроблемно с естествената среда. Сградата сякаш се издига от земята, а текстурите и тоновете ѝ отразяват пейзажа. Тази визуална непрекъснатост се допълва от благоприятни топлинни характеристики, благодарение на топлинната маса на стените и защитата, осигурена от стрехите.
Различен, но също толкова показателен подход се открива в частна вила в Atotxa-Erreka Проектирана от Изаскун Ларзабал, бялата, отворена и минималистична архитектура е балансирана от вътрешен евкалиптов под, чиято текстура и естествен тон добавят топлина към пространството. Този контраст между гладки повърхности и живо дърво съчетава изкуственото с естественото и засилва усещането за благополучие, свързано с материала.
Съвременни биоклиматични проекти в испанския контекст
В стария град на АртаЕкип от архитекти е преобразил вековна, порутена къща в два социални дуплекса, с ясен подход: не да се строи повече, а да се строи по-добре. Масивни дървени греди, керамични плочки, хидравлични плочки и оригинални первази се използват повторно, намалявайки отпадъците и запазвайки паметта на материала.
В този случай, използването на PVC, полиуретан и други петролни дериватиДизайнът включва тухли, изпечени на биомаса, изолация от рециклиран памук и дишаща варова мазилка. Прозорците с южно изложение улавят топлината през зимата, докато решетките и перголите с широколистна растителност осигуряват сянка през лятото, демонстрирайки как обновяването може да бъде акт на климатична устойчивост.
В Карабанчел Бахо (Мадрид), на Каса Ботихо ALE Estudio заема малък парцел от 125 м² с три апартамента, които преосмислят конвенционалните жилища чрез устойчивост и споделено живеене. Керамична решетка обгръща стълбището, филтрирайки светлината, регулирайки температурата и създавайки междинно пространство, което действа като климатичен буфер.
Термичната обвивка е подсилена с повече от 10 см непрекъсната изолация, естествена кръстосана вентилация и подово отопление и охлаждане чрез аеротермална системапостигайки много ниска консумация. Материалите са оставени без излишни довършителни работи, следвайки екологичните критерии и улеснявайки дългосрочната поддръжка.
La Къща КастеларРазположена в историческия квартал Мадрид Модерно, обновяването на сградата се подхожда от екологична гледна точка: максимално използване на качествата на оригиналната сграда и преосмислянето им през призмата на ефективността. Проектът постига над 70% намаление на потреблението на енергия благодарение на аеротермално отопление, силно оптимизирана кръстосана вентилация и щателна изолация.
Възстановеният вътрешен двор като организиращо ядро позволява на естествена светлина залива всички стаинамалявайки нуждата от изкуствено осветление през деня и действайки като биоклиматичен бял дроб за дома. Това е ясен пример за това как архитектурата от миналото може да бъде актуализирана, за да отговори на настоящите предизвикателства.
В Пучпуньент, в сърцето на Сера де Трамунтана (Майорка), групата от Защитено жилище Сес ВелесПроектът, проектиран от Alventosa Morell Arquitectes и Joan Fortuny, демонстрира, че достъпните жилища могат да бъдат и лидер в действията за климата. Той е построен изцяло с местни ресурси: циклопски варови фасади, използващи камъни от изкопните работи, керамични прегради, пълни с кариерен пясък, и FSC-сертифицирани дървени дограми и подови настилки.
Типовата корица „тромба“ Той действа като слънчев колектор през зимата и като вентилационна система през лятото, елиминирайки нуждата от конвенционална климатизация. Резултатите са убедителни: почти нулева консумация на енергия от 1,7 kWh/m²·година, 50% по-малко емисии на CO₂ и 60% намаление на отпадъците благодарение на принципите на кръговостта в проектирането и строителството.
В Serra de l'Ordal, Slow Studio проектира къща почти нулево потребление, силно вкоренено в земятаБиоклиматичен централен двор разделя дневните и нощните зони, улеснява кръстосаната вентилация и действа като целогодишен терморегулатор. През зимата топлината се съхранява в стени от уплътнена пръст с вар, които имат висока топлинна инерция, докато през лятото покрити с растения перголи и регулируеми дървени летви осигуряват сянка.
Основните материали са пръст, корк, дърво и растителна покривка, затваряйки строителен цикъл, който е дълбоко загрижен за околната среда и има много ограничен екологичен отпечатък, както във фазата на строителство, така и по време на употреба.
На тесен парцел в историческия център на Сабадел, Vallribera Noray Arquitectes решиха да разположат вътрешен двор в центъра на къщатаВместо да го остави на заден план. Този на пръв поглед прост жест трансформира биоклиматичното поведение на къщата: през лятото гарантира постоянен бриз чрез кръстосана вентилация, а през зимата остъклената галерия на вътрешния двор действа като пасивен слънчев колектор.
Дървени щори, увивна растителност и поддържаща аеротермална система допълват нискоенергийната къща, построена с местни тухли от Сегрия, с двукрила и вентилирана камера, демонстрирайки как традиционните техники могат да бъдат поставени в услуга на съвременната ефективност.
И накрая, на хълма Cervelló (Baix Llobregat), студиото Arqbag планира къща, която Възползвайте се от неравния терен като климатичен съюзникДва шахматно разположени обема са свързани чрез остъклен атриум, който функционира като слънчев колектор през зимата и като вентилационен комин през лятото. Термичната инерция на самата планина и свежият въздух от планинската верига Ордал правят механичните климатични системи практически ненужни.
Откритите тухли, както отвътре, така и отвън, оптимизират топлинната инерция, докато дървените щори Alicante действат като регулируем слънчев филтър, свързвайки къщата със средиземноморската традиция за климатичен контрол чрез прости и издръжливи елементи.
Видове биоклиматични сгради и техните предимства
Стратегиите, които видяхме, се прилагат в много видове биоклиматични сградиДобре известен пример са пасивните къщи, проектирани с много високо ниво на изолация и херметичност, които използват пасивната слънчева енергия, вентилацията с рекуперация на топлина и често фотоволтаичното генериране, за да се сведе до минимум търсенето на отопление и охлаждане.
Лос биоклиматични офис сгради Те също така търсят здравословна вътрешна среда за своите обитатели: контрол на отблясъците, естествена вентилация, когато времето позволява, изобилие от естествена светлина, гледка навън и контролирано качество на въздуха в помещенията. Добрата ориентация и слънцезащитата намаляват използването на климатик и изкуствено осветление, което води до по-ниски оперативни разходи.
Лос биоклиматични търговски центрове Те включват мерки като събиране и повторно използване на дъждовна вода, покриви с високоефективни светлинни прозорци, LED осветление, контролирано от сензори за присъствие и ниво на естествена светлина, системи за управление на отпадъците и дизайн на вътрешния двор, който улеснява естествената вентилация.
на умни къщи Те са естествена еволюция на този подход: интегрират домашна автоматизация, за да регулират автоматично щори, тенти, прозорци, вентилация, осветление и климатично оборудване според слънчевата радиация, действителната заетост и цените на енергията, като винаги дават приоритет на използването на възобновяема енергия и намаляват ненужните пикове на потребление.
Ползите са многобройни: икономии на енергия и разходи чрез намаляване на зависимостта от отопление, климатизация и изкуствено осветление; по-голям топлинен и светлинен комфорт през цялата година; намаляване на емисиите на парникови газове благодарение на използването на възобновяеми източници и минимизиране на потреблението; и ясно подобрение на благосъстоянието на потребителите чрез обитаване на здравословни, добре проветриви пространства, свързани с външната среда.
Анализираните примери показват, че биоклиматичната архитектура е много повече от просто мода: тя е зрял и последователен начин на проектиране, способен да се вписва в ландшафта, да използва повторно съществуващи сгради, да се възползва максимално от природните ресурси и да предлага домове и сгради, които консумират малко, замърсяват по-малко и най-вече са много по-приятни в ежедневието.
