Forma budynku jako analogia

image post

Słynny, dwudziestowieczny architekt francuski, Le Corbusier, nazwał dom maszyną do mieszkania. Obecnie uważa się to stwierdzenie za fałszywe. Architektura dwudziestego pierwszego wieku odchodzi od postrzegania budynku jako nieożywionego obiektu, maszyny, która w zależności od potrzeb człowieka, może być włączana i wyłączana. Mimo że prawdą jest, iż budynek może być do pewnego stopnia kontrolowany przez człowieka, to najważniejszymi czynnikami wpływającymi na komfort użytkowników jest klimat i związana z nim pogoda; czynniki, których nie jesteśmy w stanie kontrolować, przewidzieć, ani tym bardziej włączać czy wyłączać. Budynek zaczyna być postrzegany jako część skomplikowanych interakcji między ludźmi, samym budynkiem, klimatem i środowiskiem naturalnym. Ludzkość, budując od tysiącleci, w naturalny sposób uwzględniała wszystkie te czynniki. Wyrosłe z doświadczeń przykłady domów mogą posłużyć jako analogie demonstrujące w jaki sposób forma budynku może odnosić się do klimatu i środowiska naturalnego. Oto kilka przykładów dotyczących klimatu umiarkowanego, zaczynających się od ogólnej analogii trzeciej skóry.

Trzecia skóra

Budynek jest naszą trzecią skórą, trzecią warstwą ochronną. Pierwszą jest nasza własna skóra, drugą ubranie, które nosimy, a trzecią budynek, w którym przebywamy. W niektórych klimatach by przetrwać potrzebujemy wszystkim trzech barier ochronnych, w innych nasza własna skóra jest wystarczająca. Im bardziej niekorzystny jest klimat, tym bardziej polegać musimy na ochronnych właściwościach budynków; dokładnie tak, gdy w sytuacji zmiany pogody nakładamy lub zdejmujemy kolejne warstwy ubrań.

Gorące naczynie

Konstrukcje budowlane izolowane od zimna można porównać do dzbanka wypełnionego gorącą herbatą. To, jak szybko herbata wystygnie, zależy od tego jakiej wielkości, jakiego kształtu i jakiej grubości jest naczynie, a także od temperatury panującej na zewnątrz. Każdy większy budynek ma więcej powierzchni, przez którą może tracić (lub pozyskiwać) ciepło. Natomiast budynki o równej powierzchni użytkowej mogą mieć różne plany i co za tym idzie różną długość ścian zewnętrznych. By zredukować ilość ciepła przenikającego z budynku powinien być on zaprojektowany w jak najbardziej kompaktowej, skupionej formie.

Gorący rdzeń

W zimnych klimatach przy wznoszeniu budynków korzystano z zasady gorącego rdzenia. Pomieszczenia budynku skupiano wokół centralnego źródła ciepła, najczęściej w formie masywnego pieca glinianego. Ciepło pochodzące z ognia lub słońca było powoli absorbowane w tzw. masie termalnej rdzenia i następnie emitowane stopniowo do pomieszczeń. Podobne rozwiązania znane są z łaźni rzymskich. Ogień był tam rozpalany pod wielkimi zbiornikami z wodą służącą do gorących kąpieli, a nadwyżka ciepła przewodzona była pod masywnymi podłogami do ogrzania samej łaźni. System zawierał więc źródło ciepła, masę termalną do jego gromadzenia i emitowania, a także, w odróżnieniu od poprzedniego przykładu, system dystrybucji ciepła. Oprócz horyzontalnych systemów rozprowadzania ciepła stosowano także wertykalne, w ścianach i kolumnach.

Peryskop i bufor ciepła

Z pojęciem masy termalnej związana jest analogia budynku jako bufora, zbiornika ciepła i budynku jako peryskopu. Budynek jako peryskop, gromadzący energię słoneczną w postaci światła i ciepła to inaczej budynek pasywny, który w znacznej mierze pozyskuje energię w sposób "samoczynny", w odróżnieniu od systemów aktywnych. Największy wpływ na efektywność działania budynku pasywnego ma jego orientacja. Poprawne zaprojektowanie i usytuowanie budynku względem stron świata pozwala zaoszczędzić 30 % rocznych wydatków na ogrzewanie. Energia słoneczna wnikająca do budynku jest w części natychmiast używana do ogrzewania, a w pozostałej części powinna być gromadzona do późniejszego użycia. Wynika to z faktu, iż energia słoneczna nie zawsze jest emitowana wtedy, gdy istnieje zapotrzebowanie na ogrzewanie. W budynku zaprojektowanym w oparciu o analogię bufora ciepła jest ona gromadzona właśnie w masie termalnej, która zwykle przybiera postać masywnych podłóg i/lub ścian wewnętrznych wystawionych na bezpośrednie oddziaływanie promieni słonecznych i ciemnym zabarwieniu zwiększającym absorpcję. Zastosowanie masy termalnej zapobiega także przegrzaniu budynku latem poprzez pochłanianie nadmiernej ilości energii słonecznej. Efektywność masy termalnej jest uzależniona od grubości, powierzchni i właściwości termalnych zastosowanego materiału. Z materiałów o wysokiej pojemności cieplnej i dobrym przewodzeniu termicznym, najbardziej naturalnym jest surowa ziemia. Interesującą i już stosowaną strategią budowy jest zastosowanie ścian wewnętrznych z surowej ziemi, otoczonych częściowo przeszkloną, lekką i dobrze zaizolowaną konstrukcją drewnianą.

Na podstawie: ECOHOUSE: A DESIGN GUIDE Third edition S. Roaf, M. Fuentes, S. Thomas