Beberapa arsitek di Inggris dapat membanggakan bahwa mereka mendengarkan konsultan lingkungan, desainer, atau penghuni proyek mereka yang ada. Dan mereka yang belajar dari kesalahan mereka dan menggunakan pengalaman yang diperoleh dalam proyek selanjutnya harus dimasukkan dalam Buku Merah.
Architype, generasi baru arsitek yang antusias, telah membangun sekolah pertama di Inggris yang memenuhi standar Passivhaus Jerman. Melalui karya mereka, mereka membuktikan bahwa sekolah tidak hanya bisa menjadi bangunan yang indah, tetapi juga bangunan yang nyaman untuk belajar karena perhatian dan efisiensi energinya.
“Energi itu seperti limbah: selalu baik jika dapat didaur ulang, tetapi lebih baik jika diproduksi lebih sedikit. Juga dengan energi: Anda dapat menggunakan sumber terbarukannya, panel surya, atau Anda dapat mengonsumsinya lebih sedikit."
Jonathan Hines, Direktur Biro Architype
Apa Passivhaus Standard?
Sebagai pengingat, standar Jerman untuk efisiensi energi pada bangunan, yang dikembangkan oleh Passivhaus Institut, merupakan indikator konsumsi energi yang rendah, kenyamanan dalam ruang interior dan kualitas arsitektur suatu objek. Banyak orang dengan sia-sia percaya bahwa itu hanya berlaku untuk perumahan: diterjemahkan dari bahasa Jerman "Haus" tidak hanya berarti rumah, tetapi struktur apa pun, dan standarnya cocok untuk bangunan dengan tipologi apa pun. Kemajuannya dibuktikan dengan angka-angka: konsumsi energi standar sekolah biasa di Inggris adalah 100 kWh / m2 per tahun, dan gedung yang dibangun menurut standar Passivhaus sebaiknya mengonsumsi tidak lebih dari 15 kWh / m2 per tahun. Tidak seperti standar lainnya, Passivhaus membantu mengurangi konsumsi energi dengan mengoptimalkan keputusan desain - seperti menemukan bentuk yang paling ringkas, orientasi bangunan terbaik, dll.
Standar Passivhaus jarang terlihat di Inggris karena kode efisiensi energi lokal bekerja dengan cara yang sangat berlawanan. Dibandingkan dengan Passivhaus, standar BREEAM hijau yang populer di Inggris dan dilobi oleh pemerintah memiliki banyak kriteria penilaian yang seringkali tidak ada hubungannya dengan konsumsi energi: misalnya, poin dapat diperoleh jika jarak antara bangunan yang diproyeksikan dan kotak surat terdekat lebih kecil. dari 500 meter. Selain itu, BREEAM difokuskan bukan pada pengurangan jumlah konsumsi, tetapi pada produksi energi tambahan dari sumber terbarukan.
Bagaimana cara kerja arsitek Passivhaus?
Pertama, meminimalkan konduktivitas termal dinding, atap, langit-langit, dan pintu. Kedua, ia menangani keketatan termal bangunan: semua "jembatan dingin" (area kehilangan panas, paling sering ditemukan pada sambungan elemen struktur bangunan) harus dikurangi hingga nol atau diminimalkan. Selain itu, sudah pada tahap desain awal, bangunan tersebut dimodelkan menggunakan software PHDP (Passive House Design Package). Namun, arsitek Inggris biasanya pertama-tama membuat garis besar bangunan itu sepenuhnya, memikirkan tata letaknya, dan baru kemudian memberikannya kepada para insinyur untuk menghitung konsumsi energi. Mereka mencoba mengoptimalkan sesuatu, tetapi kemungkinan mengoreksi kesalahan dalam proyek yang sudah selesai sangat kecil. Oleh karena itu, jauh lebih efektif untuk memikirkan hal ini pada tahap awal pekerjaan, ketika proyek dapat diubah secara signifikan jika diperlukan, misalnya, untuk tetap hangat.
Hal tersulit dalam standar Passivhaus adalah memeriksa kepatuhan objek, di mana indikatornya tidak hanya data perhitungan insinyur desain, tetapi juga pengukuran nyata di rumah yang sudah dibangun dan beroperasi. Dan untuk membangun persis seperti yang dirancang adalah sakit kepala yang terkenal bagi semua arsitek.
Siapakah Architype Architects?
Architype adalah studio arsitektur jenis baru yang didirikan 29 tahun lalu dan telah mendapatkan reputasi yang patut ditiru selama bertahun-tahun sebagai perancang bangunan hemat energi berkualitas. Pendekatan asli mereka ditentukan oleh keinginan untuk melibatkan pelanggan dan penghuni masa depan dalam proses desain. Berpengalaman, mereka telah mengembangkan sekumpulan solusi teknis yang meningkatkan kualitas "produk manufaktur".
Selama keberadaannya, tim Architype telah berkembang dari lima menjadi 53 orang, meskipun demikian mereka telah berhasil mempertahankan pendekatan kreatif yang segar untuk desain, termasuk analisis dan diskusi proyek yang sering. Omset tahunan perusahaan adalah 3 juta pound per tahun.
Mengapa Architype memutuskan untuk menerapkan standar Passivhaus di Inggris?
Sekitar lima tahun lalu, Architype, bekerja sama dengan Universitas Oxford Brooks, salah satu lembaga penelitian teknologi hemat energi terbesar di dunia, mengumpulkan dan menganalisis informasi tentang "kinerja" gedung sekolah yang dibangun oleh kantor tersebut. Hasilnya, ditemukan bahwa, terlepas dari berbagai strategi efisiensi energi, sekolah-sekolah ini mengkonsumsi banyak energi karena jendela dibuka selama musim dingin. Dan pada saat itu, adaptasi standar Passivhaus dengan realitas Inggris menarik perhatian Architype, karena, berkat ventilasi mekanis dan keketatan termal, bangunan yang dibangun menurut standar ini mengkonsumsi lebih sedikit energi dan menghasilkan lebih sedikit CO2. Nilai tambah tambahan adalah kesempatan nyata untuk mempelajari bagaimana bangunan "bekerja" dan solusi desain mana yang paling membantu meningkatkan efisiensi energi.
Banyak arsitek takut standar Passivhaus akan membatasi imajinasi mereka. Tetapi arsitek Architype berpendapat bahwa kerangka kaku yang mereka aturlah yang memicu proses kreatif penuh di kepala mereka.
Melalui penggunaan metode Passivhaus Architype dalam proyek terbaru mereka, mereka telah mencapai penyederhanaan bentuk dan detail yang radikal, mengoptimalkan proses desain dan bahkan pengawasan arsitektural. Mereka berhasil mencapai hasil yang diinginkan dengan memikirkan setiap solusi selangkah demi selangkah dan menguji kinerjanya dalam praktik. Menurut direktur biro Jonathan Hines, pelajaran terpenting bagi Architype adalah realisasi pentingnya menyederhanakan proyek secara umum dan detail struktural pada khususnya.
Karena tipologi bangunan bukanlah faktor yang menentukan, Architype siap menguji standar Passivhaus pada proyek apa pun. Sekarang, setelah mendapatkan pengalaman di bidang ini, mereka merancang universitas, gedung arsip, desa dengan 150 rumah, gereja dan beberapa rumah pribadi sesuai dengan prinsip standar ini. Namun, lima tahun lalu, spesialisasi mereka adalah gedung sekolah, itulah sebabnya mereka menjadi tempat pembuktian Passivhaus pertama mereka. Satu-satunya persyaratan penting dari klien lima sekolah tersebut, Wolverhampton County Council, adalah memiliki anggaran yang sangat sederhana.
Hingga saat ini, Architype telah menyelesaikan pembangunan dua institusi pendidikan - Sekolah Dasar Oakmeadow dan Sekolah Bushbury Hill, dan pada November 2013 yang ketiga - Sekolah Dasar Swillington sedang diselesaikan. Semuanya menggantikan bangunan sekolah yang sudah usang dan oleh karena itu dihancurkan, dan penampilan mereka berutang pada inisiatif pemerintah saat ini. Namun, Jonathan Hines percaya bahwa perkembangan lebih lanjut dari sekolah "pasif" di Inggris adalah pertanyaan besar, justru karena kesulitan dengan pendanaan publik. Oleh karena itu, Architype berharap proyek semacam itu akan banyak diminati, misalnya di Wales, yang sistem pendanaan pemerintahnya berbeda dengan di Inggris.
Ciri-ciri arsitektur sekolah "pasif"
Proses perancangan dimulai dengan pencarian bentuk optimal, jumlah lantai, kedalaman dan orientasi bangunan menggunakan program pemodelan dinamis PHDP yang telah disebutkan. Dari penelitian awal, menjadi jelas betapa pentingnya sebuah bangunan kompak untuk mengurangi konsumsi energi. Meminimalkan luas permukaan bangunan dalam kaitannya dengan luas lantai memungkinkan untuk mencapai optimalisasi energi yang sudah pada tahap konsep. Untuk kedua sekolah yang sudah dibangun, komposisi volume 2 lantai persegi panjang sederhana dengan ruang tengah yang berfungsi sebagai rekreasi akhirnya dipilih.
Bangunan tersebut telah dirancang untuk memungkinkan sinar matahari masuk ke semua lingkungan sekolah, sehingga penerangan buatan digunakan sesedikit mungkin. Untuk mengurangi kemungkinan panas berlebih selama bulan-bulan musim panas, jumlah jendela yang menghadap ke barat dan timur telah dikurangi menjadi nol, karena sinar matahari dari sudut rendah selalu lebih sulit untuk digelapkan, dan oleh karena itu jendela menghadap ke utara dan selatan.
Semua kamar memiliki ventilasi silang, yang biasanya digunakan di musim panas dan di luar musim. Selain itu, selama bulan-bulan yang hangat, sebagai tindakan tambahan, pusat rekreasi berubah menjadi "cerobong asap" di mana, berkat perbedaan ketinggian dan efek gravitasi, udara hangat naik dan keluar melalui jendela atas. Untuk musim dingin, ventilasi dengan sistem pemulihan panas disediakan. Tak perlu dikatakan, dibandingkan dengan sekolah di mana jendela dibuka untuk ventilasi di musim dingin, sistem seperti itu secara signifikan mengurangi kehilangan panas. Ini berbeda dari sistem pemulihan standar di mana udara segar yang memasuki ruangan dipanaskan oleh panas dari udara yang diproses dari pusat rekreasi. Di ruang ini, udara dipanaskan secara pasif oleh radiasi matahari dan pelepasan panas internal, termasuk dari anak-anak sekolah yang berlari saat istirahat.
Banyak perhatian dalam proyek sekolah "pasif" diberikan pada masalah ketatnya suhu bangunan dan minimalisasi "jembatan dingin" yang telah disebutkan - masalah yang sering dilupakan di Inggris. Sebagian besar "jembatan" ini dibentuk di area pondasi, karena bersentuhan langsung dengan tanah, dan pada sambungan elemen struktural. Arsitek menemukan jawaban orisinal untuk pertanyaan ini, mengusulkan kepada desainer untuk merancang fondasi yang benar-benar terisolasi dan tidak akan menyentuh tanah secara langsung. Awalnya, desainer Inggris - mitra Architype menyatakan bahwa tidak mungkin dari sudut pandang teknis, meskipun fakta bahwa di Jerman dan Austria metode ini banyak digunakan dalam pembangunan bangunan "pasif", tetapi kemudian Architype berhasil meyakinkan mereka semua sama. Pada akhirnya, solusi ini ternyata lebih murah daripada pondasi strip konvensional, karena metode yang diterapkan membutuhkan lebih sedikit penggalian. Ketika sistem seperti itu diterapkan, jumlah "jembatan dingin" di area pondasi dikurangi menjadi nol.
Untuk menghilangkan "jembatan dingin" pada sambungan elemen struktural, arsitek muncul dengan ide membagi struktur bangunan menjadi bagian internal dan eksternal. Seluruh bagian internal struktur dibungkus seluruhnya dengan lapisan isolasi termal, yang disebut "selimut", dan oleh karena itu tertutup rapat sepenuhnya. Selain itu, insulasi termal pondasi berdekatan dengan insulasi termal dinding, menciptakan lingkaran tertutup, yang memungkinkan untuk sepenuhnya menyelesaikan masalah "jembatan dingin". Namun, karena solusi ini, kanopi, awning, dan elemen fasad serupa harus dipasang ke struktur eksternal tambahan yang tidak terhubung ke rangka utama.
Perhatian khusus diberikan pada penyederhanaan komponen struktural. Tim proyek harus menghabiskan banyak upaya untuk menemukan keseimbangan antara kehilangan panas melalui jendela dan radiasi matahari, yang penting untuk pemanasan pasif, yang pada akhirnya mengarah pada kontrol ketat atas semua jendela dan pintu di dalam gedung.
Semua bahan yang digunakan dalam pembangunan sekolah ramah lingkungan dan sebagian besar diproduksi di Inggris sendiri, yang meminimalkan emisi CO2 dari pengangkutan bahan. Kami juga menggunakan Warmcell - insulasi termal yang terbuat dari kertas koran daur ulang.
Pada satu setengah bulan pertama setelah selesainya konstruksi, arsitek mengunjungi sekolah mereka setiap minggu (kemudian - dua minggu sekali dan sebulan sekali) untuk memantau berfungsinya semua sistem dan memahami bagaimana perasaan penghuninya di dalam gedung.. Selain mengukur jumlah energi yang dikonsumsi, tingkat CO2, suhu dan kelembapan, Architype meminta semua staf sekolah untuk mencatat bagaimana bangunan "bekerja" dan bagaimana perasaan mereka di dalamnya. Semua informasi ini dikumpulkan dan dibahas dalam pertemuan dengan kontraktor untuk meningkatkan proyek di masa depan.
Jadi, dalam salah satu proyek sekolah pertama, ditemukan bahwa tingkat konsumsi energi primer secara signifikan melebihi norma. Hal ini disebabkan adanya pemanas di ruang pompa sprinkler yang tidak diisolasi secara termal. Di sisi lain, dalam proses pemantauan, para arsitek menemukan bahwa sistem ventilasi pemulihan panas membuat anak-anak lebih memperhatikan di dalam kelas, saat mereka menghirup udara segar.
Karena bangunan itu diisolasi dengan sempurna dan tertutup rapat, satu ketel domestik cukup untuk memanaskannya, karena apartemen biasanya dipanaskan di Inggris, tetapi selama desain, layanan teknis sekolah meminta untuk memasang ketel tambahan kedua - yang kemudian, tentu saja,, ternyata tidak berguna. Komisi yang memeriksa gedung menarik perhatian pada fakta bahwa, meskipun cuaca dingin, kedua boiler dimatikan - karena bahkan tanpa pemanas, bagian dalam gedung tetap pada suhu yang nyaman.
Selama periode pemantauan, yang berlangsung satu tahun, arsitek memberi tahu staf sekolah mereka bagaimana menggunakan pencahayaan, ventilasi, dan sistem lain dengan benar di gedung yang tidak biasa, dan bahkan menerbitkan "manual pengguna" bergambar. Architype juga menghabiskan banyak waktu untuk menjelaskan kepada siswa mengapa energi dibutuhkan, di mana mendapatkannya, dan yang terpenting, bagaimana cara menyimpannya. Selain itu, anak sekolah diperbolehkan memberi komentar kepada guru jika, misalnya, mereka lupa mematikan lampu. Anak-anak senang dengan prospek seperti itu, yang tidak bisa dikatakan tentang guru.
Berdasarkan hasil pemantauan tahun, ditemukan bahwa bangunan sekolah “pasif” Architype sebenarnya mengkonsumsi tidak lebih dari 14-15 kWh / m2 per tahun, sedangkan sekolah sebelumnya dari arsitek yang sama mengkonsumsi 40-50 kWh / m2 per tahun. tahun; namun, sekolah biasa di Inggris mengkonsumsi 100 kWh / m2 per tahun.
Menganalisis seluruh proses pembuatan dan penerapan proyek, kita dapat menyimpulkan bahwa kesuksesan sebagian besar disebabkan oleh kerja seluruh tim yang terkoordinasi dengan baik: pelanggan yang telah bekerja sama dengan Architype selama bertahun-tahun, kontraktor, arsitek, dan desainer. Berbagai pertemuan dan negosiasi memungkinkan semua anggota tim sejak awal memahami dengan jelas apa yang dilakukan dan mengapa. Sejumlah besar inspeksi dan pengujian juga telah dilakukan, termasuk pengujian asap, yang menentukan kepadatan bangunan.
Architype telah berhasil mencapai hasil yang luar biasa dengan menggunakan standar Passivhaus sebagai alat desain dan tanpa mengeluarkan dana tambahan untuk teknologi hemat energi (walaupun biasanya bangunan Passivhaus membayar cukup cepat: rata-rata 5-10 tahun tergantung pada harga energi). Dengan mendasarkan alur kerja mereka pada pengamatan apa dan bagaimana "bekerja" dalam sebuah bangunan, arsitek ini mengupayakan kualitas dengan menyederhanakan bangunan itu sendiri dan detailnya, sambil membuktikan bahwa efisiensi energi tidak bertentangan dengan keindahan dan keanggunan. Seperti yang dikatakan musisi Charles Mingus, “Kesederhanaan yang rumit adalah hal yang biasa. Dan penyederhanaan kompleksitas adalah kreativitas”: inilah filosofi yang dianut oleh lokakarya Architype.
