Conceptul de clădire pasivă a fost dezvoltat pentru prima dată în timpul crizei energetice din anii 1970, când embargoul OPEC asupra petrolului a condus la creșterea prețurilor și a majorat interesul pentru proiectarea unor clădiri cât mai eficiente din punct de vedere energetic. În 1976, un grup de ingineri și arhitecți americani a proiectat casa Lo-Cal, care folosea principiul de eficientizare a izolației termice pentru a reduce consumul de energie cu 60%. Dar pe măsură ce prețul petrolului a scăzut, Statele Unite și-au îndepărtat atenția de la conservarea energiei, iar interesul pentru proiectarea clădirilor pasive s-a mutat în Germania, la Institutul Passivhaus (PHI).
Astăzi, PHI definește clădirea pasivă ca fiind una proiectată și construită în conformitate cu următoarele cinci principii:
- Utilizarea izolației continue pe întreaga anvelopă, fără nicio punte termică.
- Utilizarea unui anvelope de clădire aproape etanșă, prevenind infiltrarea aerului exterior și pierderea aerului condiționat.
- Ferestre și uși de înaltă performanță (geam dublu sau triplu), împreună cu gestionarea energiei solare (de exemplu, prin orientarea clădirii), pentru a exploata energia soarelui în scopul încălzirii în perioadele mai reci și pentru a minimiza supraîncălzirea în timpul perioadelor mai calde.
- Utilizarea unei forme de ventilație optimizate, pentru recuperarea căldurii și umezelii.
- Utilizarea unui sistem minim de condiționare a spațiului.
O clădire pasivă atinge eficiența energetică în primul rând prin separarea mediului exterior de interiorul unei clădiri printr-o anvelopă etanșă. Conceptul include orientarea spațială a clădirii, încorporarea unor ferestre de înaltă performanță, izolație suplimentară la pereți și acoperiș pentru a menține temperaturi interioare constante și confortabile pe tot parcursul anului. Clădirile pasive folosesc, de asemenea, sisteme de ventilație cu recuperare de căldură și umiditate pentru o calitate și o eficiență sporite. Clădirile pasive consumă cu 85% mai puțină energie pentru încălzire și răcire decât o clădire medie.
Multe inovații în proiectarea clădirilor pasive provin din zone în care căldura extremă este o apariție regulată. În Phoenix, Arizona, firma de arhitectură Studio Ma s-a specializat în analizarea unor elemente precum umbrirea, orientarea ferestrelor, utilizarea consolelor și surplombelor pentru a proteja clădirile de căldura deșertului. De asemenea, au constatat că folosirea unor materiale izolatoare mai ușoare și mai eficiente la exteriorul clădirii și reducerea incidenței razelor solare limitează creșterea temperaturii în interiorul clădirii.
Studio Ma a format o echipă multidisciplinară, inclusiv artiști, planificatori, arhitecți peisagistici și experți în răcire pasivă.
Dar designul pasiv nu se bazează doar pe cele mai recente tehnologii. Elementele de design pasiv sunt folosite de mii de ani, de la casele de chirpici până la casele subterane. Multe dintre aceste elemente tradiționale sunt încorporate în clădirile pasive de astăzi. În Gurugram, India, arhitecții au proiectat un cămin studențesc pentru fete care folosește cărămizi tradiționale, cu spații goale la interior, pentru a reduce cantitatea de căldură absorbită în interior.
Girls Hostel Block
Spațiile verzi cu densitate mare de plante și tavanele duble se combină cu fațada cu anvelopă dublă pentru a elimina până la 70% din căldura care este în mod normal absorbită. Un atrium acționează ca un coș solar, permițând intrarea luminii în timp ce extrage și îndepărtează căldura de clădire.
Clădirile nu trebuie să fie mari pentru a profita de designul pasiv. Firma de arhitectură din Noua Zeelandă, Condon Scott Architects, proiectează case de dimensiuni mici, care încorporează elemente pasive, cum ar fi o fereastră vitrată pe latura de nord a casei, o streașină supradimensionată și panouri structurale izolate. Temperatura interioară se menține practic constantă, fără a se utiliza energie suplimentară.
Deși există încă puține clădiri complet pasive, un număr din ce în ce mai mare încorporează elemente de design pasiv care economisesc energie și sporesc confortul. De exemplu, Energy Mansion, un zgârie-nori din Shenzhen, China, reduce acumularea de căldură de la soare având o fațadă curbată, striată, cu panouri din sticlă acoperită cu izolație dublă, precum și elemente structurale stratificate (terase), pentru a oferi panorame pitorești fără a se genera căldură prin iluminarea solară directă.
În Spania, Husos Arquitectos, cu sediul în Madrid, a creat un concept de apartament care maximizează ventilația pentru a elimina nevoia de aer condiționat. Designul a inclus utilizarea „mortarelor respirabile”, a materialelor ușoare și a unei grădini verticale care răcește pasiv spațiul de locuit și previne supraîncălzirea în timpul verii.
Este clar că temperaturile globale în creștere și necesitatea de a reduce emisiile de carbon vor determina trecerea la un design pasiv al clădirilor. În viitor, toate clădirile vor trebui să includă nu doar standardele de proiectare pasivă existente, ci probabil o și gamă suplimentară de soluții inovative de proiectare pentru a face față vremii mai calde folosind mai puțină energie.
Surse:
https://passivehouse.com/
https://studioma.com/project/portals-and-loops
https://www.zeroenergydesignlab.com/girlshostel
https://condonscott.nz/
https://www.dezeen.com/2018/08/08/big-bjarke-ingels-skyscrapers-shenzhen-energy-mansion-architecture/
http://www.husos.info/
