SHRNUTÍ Zdeněk Zavřel

studijní program

ČVUT, Fakulta architektury B 3501 Architektura a urbanismus

předmět

Ekologie I

škola

přednáška přednášející

SHRNUTÍ Zdeněk Zavřel

podpořeno

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Projekt byl podpořen z programu Operační program Praha – Adaptabilita Název Architektura bydlení Reg. číslo CZ.2.17/3.1.00/34101

1. Úvod do ekologie stavění

ZAVŘEL

2. Ekologický urbanismus

MAIER

3. Dostupnost a doprava

LIESLER

4. Ekologické směřování Evropy

MOLDAN

5. Udržitelná architektura

ZAVŘEL

6. Energetický koncept domu

ZAVŘEL

7. Zeleň jako architektonický prvek

SUSKE

8. Zdravý dům

ROTTOVÁ

9. Stavební materiály

HLAVÁČEK

10. Technický koncept domu

ŽEMLIČKA

11. Odpady / recyklace

VAŠOURKOVÁ

12. Ekonomie x ekologie

ŠMELHAUS

13. S h r n u t í

ZAVŘEL

K O S M O S koloběh přírody

KDO

JSME?

„Jsme částí kosmu, chvíli jsme tvory, chvíli hvězdami, i ten hemoglobin v naší krvi by bez železa z hvězd nemohl existovat, my lidé jsme recyklovanými hvězdami… …abychom poznali, kdo jsme, nemusíme chodit k psychoanalytikovi, stačí se podívat z okna.“

Václav Cílek

KOLIDUJÍCÍ GALAXIE MYŠ

VELKÝ TŘESK

GALAXIE NGC 300

MLÉČNÁ DRÁHA

http://planetquest.jpl.nasa.gov/news/hurt_milky_way_image.html

Slunce - je průměrná hvězda mezi 150 miliardami hvězd naší galaxie – Mléčné dráhy - obíhá střed galaxie (supertěžkou černou díru) za 200 milionů let rychlostí 230 km/sec, směrem k souhvězdí Labutě - má průměr 1 400 000 km (109 krát větší než Země) a teplotu porvchu 6000 K - rotace u pólů je 30 dní

SLUNCE

ZEMĚ A MĚSÍC

KDE

JSME? Země tedy jako každý živý organizmus, který přijímá externí energii, snižuje svou entropii. Veškerá energie přichází ze Slunce a je transformována přírodou pro potřeby udržitelného života.

Snižování entropie biosférou Země pro srovnání – přerušovaná čára představuje vývoj teploty na neživé planetě. James Lovelock, Gaia – Živoucí planeta, Mladá fronta 1994

Odhadovaný růst světové populace do roku 2300. Zdroj: World Population to 2300, UN Report 2004

ŽIVOT

DÍKY

VODĚ

koloběh vody klimatické zákonitosti závislost fauny a flóry spotřeba a kvalita vody watermanagement

změna

klimatu ?

tropický prales – plíce země

Č L O V Ě K lidská přítomnost

historie architektury jako svědectví

„Ekologická krize nastala v okamžiku, kdy se na Zemi objevil člověk. Od té doby nabírá jen na obrátkách…žádné zlaté časy vztahu člověka k přírodě nikdy nebyly. Lidská přirozenost byla vytvořena mocnými a slepými silami evoluce nechtěně.“ Marian Páleník

Zdeněk Burian,

Zdeněk Burian, Lovci mamutů, ilustrace

Jeskyně Altamira, malby z mladšího paleolitu (cca před 16500-14000lety)

Vybití velkých zvířat a tím vzniklý nedostatek potravy, donutil člověka změnit dosavadní divočinu na kulturní step. Nastala „zemědělská revoluce“.

Začal nelítostný boj člověka s přírodou, který trvá dodnes, ovšem změnily se zbraně a člověk začal vyhrávat. Proto dodnes máme nepochopitelné nutkání kácet všude stromy a milujeme posekaný trávník – dávnou pastvinu. „Naši předkové, od primátů až po naše dědečky, hromadili zásoby a pokud to šlo, přejídali se. Tento sklon k růstu potřeb a hromadění je evoluční odpovědí na nejistou existenci člověka zemědělce, ohroženého neúrodou.“ Helena Librová

Využití Slunce jako energetického zdroje je staré jak lidstvo samo. Skalní převisy s orientací k vrcholícímu slunci, byly osídleny na všech kontinentech v těch nejdávnějších dobách.

Kamenice

Pueblo Mesa Verde, Colorado

Slunce, Měsíc a celý kosmický prostor fascinoval lidskou mysl již od pradávna … Stonehenge ze 3. tisíciletí p.K. - hlavní osa s azimutem letního slunovratu

Newgrange 3200 p.K. - chodba a průzor orientované na pozici vrcholícího Slunce v den zimního slunovratu

Řecko v 5. století př.n.l. bylo zmítáno ekologickou a energetickou krizí. Staří Řekové si vykáceli lesy na otop, vaření a výrobu exportní keramiky. Dřevo začali dovážet, nejdříve z Makedonie a Thrákie a posléze z oblastí okolo Černého moře, východního středomoří a jižní Itálie. Praktické využívání úsporné sluneční energie pro vytápění a letní chlazení domů Řekové vtělili do obecně platného principu tzv. Sokratova domu, používaného u slunečních zelených domů dodnes.

Athény, Hefaistův chrám, 5. st. př. n. l.

Amfora, smrt Priama

Giacomo Barozzi da Vignola: Regola delli cinque ordini d´architettura, 1562 VITRUVIUS POLLIO, Marcus. Deset knih o architektuře.

ANTICKÝ ŘÍM •

•

•

LIDSKÁ POPULACE | ROK 1 | 0,2 MILIARDY

Ekologická a energetická krize probíhala již ve 3.století př.n.l. kdy byly vykáceny lesy v široké oblasti okolo Říma. Zachován byl jen ekologicky nezbytný rozsah lesů v pramenných oblastech. V 1. století mělo mnoho bohatých Římanů ústřední topení, které spotřebovalo denně okolo 8 m2 dřeva a provoz tak oblíbených lázní byl při stálém růstu cen dřeva omezován. Římská sluneční architektura vycházela z řeckých poznatků, modifikovaných například v 1. století Vitruviem. Dioclecianovy lázně 306 n.l.

9. STOLETÍ Roubené stavby s hřebenem střechy orientovaným směrem S-J (průčelí orientované na jih), doškové střechy s velkým přesahem, použití proutí a hlíny.

GOTIKA Katedrály byly budovány na místech posvátných od pravěku, pravidlem je výskyt pramene. U katedrály Chartres vedle pramenu je doložen dolmen a v okolí jsou naleziště pazourků. Ve stejné době vznikají rajské zahrady, začínají se pěstovat vzácné růže a tulipány.

CHARTRES, 1260

RENESANCE Architekti studují zbytky antických staveb a Vitruvia, do vil vstoupilo slunce, vzduch a zeleň. VILLA DI MASER (BARBARO),ANDREA PALLADIO, VENETA, konec 16. stol.

VILLA ROTONDA, ANDREA PALLADIO, VICENZA, konec 16. stol.

TORRE GUINIGI, LUCCA, TOSKÁNSKO

Regionální charakter staveb je dán odlišností krajiny a použitím místních stavebních materiálů.

Veltruský zámek, Giovanni Battista Alliprandi, 1. pol. 18. stol.

Valdštejnský palác, Andrea Spezza, Giovanni Battista Pieroni, 1. pol. 17. stol.

Podstávkový dům, Kamenická Stráň

Holašovice

Po „zemědělské revoluci“„1.průmyslová revoluce“, ve století páry - 18.století - začátek 19.století „2. průmyslová revoluce“ –- 20. století – široké využití elektřiny, spalovacího motoru, jaderné energie ..... Dvě světové války, došlo v mnoha částech planety Země k překročení mezí absorpce odpadů přírodními procesy „3. technologická revoluce“ ( digitální, informační, či internetová ) – otevírá možnosti ke globálnímu pohledu – „knowledge is power…“ – „cradle 2 cradle“ – zásadní změna technologického přístupu k designu produktů

Wiliam Turner, Rain, Steam and Speed - The Great Western Railway

Navy planes over the fleet off Japan, 2 Sept. 1945

1. PRŮMYSLOVÁ REVOLUCE LIDSKÁ POPULACE | ROK 1800 | 1 MILIARDA Zvýšená těžba uhlí, železnice, paroplavba, továrny, smog, budování koloniálních říší. PARNÍ LOKOMOTIVA, Stephenson, 1829

HENRI GIFFARD, VZDUCHOLOĎ S PARNÍM POHONEM, 1852

PARNÍK, 1898

VZDUCHOLOĎ LA FRANCE, 1884

1851 – světová výstava v Londýně – sklo, železo, ústřední topení… THE CRYSTAL PALACE, JOSEPH PAXTON, 1851

1767 – byl vyroben první sluneční kolektor ( Švýcar Horace de Saussare ) 1839 – objev fotovoltaického efektu (Francouz Edmond Becquerel) 1880 – selenové fotovoltaické panely vyrobily první elektřinu 1891 – Clarence Kemp si jako první nechal patentovat plochý sluneční kolektor CLIMAX SOLAR – WATER HEAT

1889 – světová výstava v Paříži

Světová výstava v Paříži - výstavní noviny se tiskly na stroji poháněném energií z koncentrujícího slunečního kolektoru. Ocel okouzlila svět, také Praha měla svou rozhlednu na Petříně a Výstavní palác. Galerie des machines, FERDINAND DUTERT, hlavní loď byla 110 m široká a 420 m dlouhá

ARTS AND CRAFTS Anglie ctí propojení domu a zahrady, hlavní průčelí je prosklené a obrácené k jihu. Oblíbené jsou dvojdomy, které jsou pohodlné, úsporné a elegantní a brzy se rozšířila jejich obliba i do střední Evropy. Mackay Hugh Baillie Scott, 1910

INTERBELLUM – období mezi dvěma válkami

Pokusy o soulad architektury a přírody, použití přírodních materiálů.

Dům Alvara Aalta, Helsinki, 1936 Falling water, Frank Lloyd Wright, 1936-38

Ben rebhuhn house, Frank Lloyd Wright, New York 1937

Po pár tisíciletí snažení se lidstvo dostalo na hranici své existence. K bombám přibyly rakety, letadlové lodě začaly být ohromné a 2. světová válka skončila atomovou bombou…

LIDSKÁ POPULACE | ROK 1970 | 3,6 MILIARDY 1973 – ropná krize Skončil optimismus a nastala realita

v Československu už o 5 let dříve, v roce 1968

ZLOM

VE

VÝVOJI

myšlenka udržitelnosti

Pieter Brueghel starší : Stavba Babylónské věže 1563 ( Kunsthistorisches Museum Wien )

50. LÉTA

Staví se protiatomové kryty, vznikly plavky bikiny

LIDSKÁ POPULACE | ROK 1950 | 2,5 MILIARDY

Atol Bikini

CO

SE

DĚJE?

V současnosti prožíváme stupňující se globální změny klimatu. Dochází k extrémním změnám počasí, jako jsou povodně, vlny horka a sucha, vichřice…rozšiřují se pouště, mizí tropické pralesy, geometrickou řadou roste v mnohých zemích populace… Vysychající jezero Urmia, Azerbajdzan

Tání ledovců v Arktidě

Povodně v Chehalis, Washington

Les zničený vichřicí

Ekologické

směřování

Evropy 1. probuzení vědomí nutnosti ochrany životního prostředí 2. pojmenování příznaků – STOCKHOLM 1972 - „Pouze jedna Země“ – Only One Earth - kniha MEZE RŮSTU (Limits to Growth, 1972)

3. hledání obecných řešení – RIO DE JANEIRO 1992 - NAŠE SPOLEČNÁ BUDOUCNOST (Our common future) 1987 známá jako Zpráva paní Bruntdland

- „Summit Země“ - Akční plán nazvaný Agenda 21 - Tři rozměry UR (pilíře): - sociální, ekonomický a environmentální 4. konkrétní cíle a hledání politické dohody - RIO +20 - Model tzv. „Green Economy“, tj. Udržitelná ekonomika v kontextu udržitelného rozvoje a odstranění chudoby - Metoda kvantifikace planetárních mezí :

5. souvislost environmentální udržitelnosti s architekturou? - urbanizace (nyní více než 50% lidí žije ve městech) - globální rizika / změny v navrhování struktury měst (doprava) a budov - „Emerging ecosystems“

Metoda kvantifikace planetárních mezí 1.

ZMĚNA KLIMATU

2.

OCHRANA OZÓNOVÉ VRSTVY

(globální oteplování) mezí je průměrné zvýšení teploty o 2°C od začátku průmyslového věku

3.

AEROSOLY

4.

ZACHOVÁNÍ ZDROJŮ PITNÉ VODY

5.

ACIDIFIKACE OCEÁNU

6.

VYUŽITÍ ÚZEMÍ

(mezí je zeslabení o 15% oproti normálu)

(znečištění ovzduší jemnými částicemi) (udržení produkce potravin) (rozpouštění CO2 v oceánu)

( zvětšování zeměděl. ploch, nadměrná urbanizace, úbytek pralesů)

7.

BIOCHEMICKÉ CYKLY (nadměrné zvyšování hladiny dusíku / fosforu v životním prostředí)

8.

BIODIVERZ ITA

9.

CHEMICKÁ KONTAMINACE

(ubývání biologické rozmanitosti)

Negativní vliv materiálu na životní prostředí > environmentální ukazatele • PEI (primary energy input) svázaná primární energie - množství energie potřebné k výrobě a upotřebení materiálu • GWP (global warming potential) – potenciál skleníkového efektu. Relativní veličina, která srovnává vliv skleníkových plynů na globální oteplování s vlivem plynu CO2 pro určité časové rozmezí, obvykle 100 let. Je udáván v ekvivalentu emisí CO2. • ODP (ozone depletion potential) – potenciál k poškození ozónové vrstvy. Udává vliv plynů na ztenčování ozon. vrstvy, v ekvivalentu emisí CFC 11 (trichlorfluormetan CCl3F). • AP (acidification potential) – potenciál zakyselení. K acidifikaci dochází reakcí znečišťujících látek v ovzduší s vodou za vzniku kyselin a tím ke snížení pH srážkové vody (efekt kyselých dešťů). Ty přispívají k poškozování ekosystémů i budov. Je udáván v ekvivalentu emisí SO2.SO2 • EP (eutrophication potential) – eutrofizační potenciál. Nadměrná eutrofizace způsobuje snížení koncentrace kyslíku ve vodních tocích a jejich vymírání, v nadměrně hnojených půdách dochází k snižování odolnosti rostlin proti vnějším vlivům. Udává se v ekvivalentech fosforečnanu PO43-.

F A K T A Koncentrace CO2 v atmosféře je v důsledku spalování fosilních paliv, největší za posledních 420 000 let, od roku1750 se zvýšila o 31 %. Konec 20. století byl nejteplejší za posledních 600 let a rok 1998 byl nejteplejší za posledních 1 000 let. Na každého z nás v České republice, připadá více než 12 tun emisí CO2 ročně, což je nejvíce z EU a ve světě zaujímáme ostudné 15. místo. Z toho je 1 tuna exhalací na průměrný byt a 1,7 tuny na průměrný osobní automobil. Do těchto údajů není započteno, že v roce 2010 zatracované fotovoltaické elektrárny už zásobují u nás elektřinou 40 000 domácností a exhalace CO2 snižují o ekvivalent 48 000 osobních automobilů. Roční průměr exhalací CO2 na obyvatele Evropské unie je 9 tun, v Číny ( prozatím) 2 tuny a například v Keňi 0,3 tuny.

Původ emisí CO2 z různých zdrojů

GLOBÁLNÍ

HROZBY

OHROŽENÍ

VODY

•vysychání - vyčerpání

kapacity

• pronikání mořské vody do sladkovodních zásob • p ř e k y s e l e n í (znečištěním) • z n e č i š t ě n í (mj. hnojením)

alarmující nedostatek vody

Charta

o

vodě

EVCh byla vyhlášena 6. května 1968 ve Strasbourgu 1. Bez vody není život. Voda je drahocenná a pro člověka nenahraditelná surovina 2. Zásoby sladké vody nejsou nevyčerpatelné Je proto nezbytné tyto udržovat, chránit a podle možnosti rozhojňovat 3. Znečišťování vody způsobuje škody člověku a ostatním živým organismům závislým na vodě 4. Jakost vody musí odpovídat požadavkům pro různé způsoby jejího využití, zejména musí odpovídat normám lidského zdraví 5. Po vrácení použité vody do zdroje nesmí tato zabránit dalšímu jeho použití pro veřejné i soukromé účely 6. Pro zachování vodních zdrojů má zásadní význam rostlinstvo, především les. 7. Vodní zdroje musí být zachovány 8. Příslušné orgány musí plánovat účelné hospodaření s vodními zdroji 9. Ochrana vody vyžaduje zintenzivnění vědeckého výzkumu, výchovu odborníků a informování veřejnosti 10. Voda je společným majetkem, jehož hodnota musí být všemi uznávána. Povinnost každého je užívat vodu účelně a ekonomicky 11. Hospodaření s vodními zdroji by se mělo provádět v rámci přirozených povodí a ne v rámci politických a správních hranic 12. Voda nezná hranic, jako společný zdroj vyžaduje mezinárodní spolupráci

16 000 litrů vody

1 kg hovězího masa

900 litrů vody

1 kg kukuřice

1 000 litrů vody

1 litr m l é k a

140 litrů vody

1 hrníček k á v y

spotřeba vody „ekologická stopa“ WATER FOOTPRINT

UDRŽITELNÝ ROZVOJ je rozvoj společnosti, který současným i budoucím generacím zachovává možnost uspokojovat jejich životní potřeby a přitom nesnižuje rozmanitost přírody a zachovává přirozené funkce ekosystémů. EKOLOGICKÁ STOPA je jednotka plochy Země (v ha), kterou člověk potřebuje pro svůj život. Jednotka v sobě obsahuje vše od získání potravin až po odpad a jeho likvidaci. Jako jednotky se používají hektary. Ekologická stopa dané populace (člověka, stavby, města, státu, lidstva…) je celková plocha ekologicky produktivní země a vodní plochy, využívaná k zajištění zdrojů a asimilaci odpadů produkovaných danou populací. Odpovídá na otázku, zda lidská populace žije v hranicích únosné ekologické kapacity Země. Česká společnost již 2x překračuje ekologickou kapacitu svého území a žije na úkor lidí kdesi ve „třetím světě“. EKOLOGIE je biologická věda, která se zabývá vztahem organizmů a jejich prostředí a vztahem organizmů navzájem. Zároveň ekologií rozumíme filozofii vztahu člověka a přírody, vztahu lidského a ostatního života.

EKOLOGICKÁ ETIKA je o smyslu a hodnotě života, je to normativní úsudek o tom, co je v životě důležité. Jedná se o soubor zásad a pravidel, která člověku určují, jak by se měl chovat ve svém obcování se vším mimolidským světem. PŘEDBĚŽNÁ OPATRNOST nastupuje vždy, když z předběžného vědeckého hodnocení vyplývá, že se lze důvodně obávat nebezpečných vlivů na zdraví lidí, zvířat a rostlin, tedy když hrozí poškození životního prostředí. EXTERNALITY zahrnutí všech nákladů, které jsou spojeny s produkcí a užíváním energie. Například léčba nemocí souvisejících s nízkou kvalitou ovzduší. OBNOVITELNÉ ZDROJE ENERGIE jsou přírodní zdroje energie s nulovou emisí CO2 a dalších škodlivin. Většina vzniká transformací energie slunečního záření (větrná, vodní, biomasy) a přímou přeměnou na energii tepelnou nebo elektrickou. Specifická je energie geotermální.

POLOHA SLUNCE je dána v každém okamžiku jeho výškou nad horizontem a jeho azimutem, což je úhel, který se měří od jižního směru, dopoledne je záporný a odpoledne je kladný. Deklinace je zeměpisná šířka, kde daný den v poledne je slunce kolmo nad obzorem, proto má každý den jinou hodnotu. Sluneční deklinace se vypočítá pro libovolný den v roce ze vztahu: 23,45° sin ( T – 109° ), kde T je časový úhel v obloukových stupních měřený od 12°° ( 1 hodina = 15° ). SLUNEČNÍ ZÁŘENÍ intenzita slunečního záření v ČR je 1 100 kWh / m2 / rok, na celé území naší republiky dopadá 8,68 x 1013 kWh, což je ekvivalent 2,25 x 1013 kg hnědého uhlí. Difúzní sluneční záření je záření rozptýlené v atmosféře odrazem o molekuly plynů, prach a mraky. Při tomto rozptylu se vlnová délka slunečního záření nemění. SKLENÍKOVÝ EFEKT světelná složka slunečního záření po dopadu na zem mění svou vlnovou délku a stává se zářením infračerveným, kterému skleníkové plyny brání vyzáření do kosmického prostoru, to vede k trvalému zvýšení teploty zemského povrchu, stejně jak je tomu ve skleníku.

VZDUCH tvoří plynný obal Země, čerstvý vzduch je zatím zcela zadarmo. Zelené rostliny za kyslík nic nechtějí a dokonce čistí vzduch od lidských zplodin – výfukových plynů a prachových částic. Součinitel zakalení atmosféry závisí na obsahu příměsí, jako je prach, vodní pára, CO2 a na atmosférickém tlaku ( na nadmořské výšce ). Ve městech je Z = 4, v místech nad 2 000 m n.m. je Z = 2 CO2 důvodem volby CO2 jako indikátoru kvality ovzduší je jednoduchost měření jeho koncentrace a také proto, že je hlavním zástupcem skleníkových plynů, produkovaných člověkem. VODA spolu s úrodnou půdou se stává jednou z nejvzácnějších komodit. Pitná voda je považována za strategickou surovinu, na mnoha místech světa je jí katastrofální nedostatek. KRÁSA je „smyslově vnímatelná způsobilost přírodních a uměleckých objektů vyvolávat v nás zalíbení“, nebo „soulad věcí s jejich podstatou – transcendalitou“, ještě lepší je „ pronikání duchovního a smyslově vnímatelného“, Platón či Aristoteles krásu vyjádřil krátce a pro potřeby architektury velice výstižně „ krása je harmonie částí“.

PASIVNÍ VYUŽITÍ SLUNEČNÍ ENERGIE teplotní gradient vzduchu – teplý vzduch proudí vzhůru a tak vytváří teplotní gradient jednotlivých vrstev vzduchu

proudění

– pohyb tepla prostřednictvím vzduchu nebo vody

vedení tepla

– přenos tepla mezi tělesy přímým kontaktem

tepelné záření

– přenos tepla mezi tělesy elektromagnetickým zářením

denostupeň chladnější klima chlazení odpařováním uvolňovat

– jednotka užívaná pro vyjádření délky a intenzity zimního období, čí je vyšší, tím má dané území

zasklení

– vrstva nebo vrstvy transparentních materiálů pro přijímání světla a tepla ze slunečního záření

izolace prostoru

– materiály, které vedou špatně teplo, a tím zpomalují ztrátu tepla z objektu nebo z venkovního

Stínění

– opatření pro zamezení přímého slunečního záření do stíněného prostoru

akumulace tepla oblázky ),

– uskladnění tepelné energie pro pozdější využití, nejčastěji do vody nebo pevné hmoty ( říční kvalitativně vyšší je akumulace využívající latentního tepla při změně skupenství.

– přirozené chlazení dané schopností vody absorbovat skupenské teplo a odpařováním jej

KRAJINA LIDSKÁ

SÍDLA

URBANISMUS

DOPRAVA důsledky civilizace

NAPŘED BYLA KRAJINA....

ŽÁK, Ladislav. Obytná krajina. Praha : Svoboda – S. V. U. Mánes, 1947. Obálka, grafická úprava, kresby a fotografie Ladislav Žák

VODA

•typy

v KRAJINĚ

krajiny

•přirozené •umělé

formy

formy

New Orleans (USA) – 2007 protržení hrází na severní straně města

DELTAWERKEN Oosterschelde 1960 - 1986

PARK

•iluze

ZAHRADA

přírody

•historický •svět

sám

vývoj

pro

sebe

ZAHRADY Japonská a korejská zahrada je vzorem propojení interiéru a exteriéru. Specifickou formou je meditační zenová zahrada.

JAPONSKO

JIŽNÍ KOREA

zahrady ITÁLIE

zahrady FRANCIE

English landscape

klasicismus a romantika Německo

ZZ

Parc La Vilette Paris

přeměna brownfieldu na park

EMSCHER PARK

MĚSTO

a

VODA

•morfologie •genius

města

loci

•struktura

vody

přímořské město ve vodě

ZZ

přístavní území A M S T E R D A M

BUDAPEŠŤ

město na široké řece - V Í D E Ň

města v meandru řeky u brodu

mměsta

Český Krumlov

město na soutoku řek MĚLNÍK

PLZEŇ

fenomén „waterfront„

distribuce pitné vody ve městě

městská kašna

voda ve veřejném prostoru

DOPRAVA • principy a zásady rozvoje dopravy pohyb ve městě / urbanismus a životní styl / turistika •hromadná doprava metro/tramvaj/vlaky/letadlo indiv. automobilová doprava v pohybu a v klidu •pěší a cyklisté •vodní cesty • dopravní indukce - hodnocení dopravy / ekologie a rozvoj • sítě a problematika složek investice do infrastruktury/ provozní a územní průmět • vliv dopravy na kvalitu obytného prostředí mobilita x dosažitelnost / řešení průjezdů a obchvatů

DOPRAVNÍ

INDUKCE

vztah přímé úměry mezi množstvím dopravní infrastruktury a objemem dopravy

STAVBA PROSTŘEDÍ

MATERIÁLY

|ARCHITEKTONICKÝ A ENERGETICKÝ KONCEPT DOMU

Motto Nyní nastal čas , abychom v zájmu ochrany naší planety změnili způsoby, jakými používáme energii. Společně se musíme postavit změnám klimatu tím, že ukončíme závislost světa na fosilních palivech, že využijeme síly nových zdrojů energie, jako je vítr a slunce, a tím, že vyzveme všechny národy, aby se na tom podílely. Americký prezident Barack Obama v pražském projevu dne 5.4.2009

Podle Velkého zákona Irokézů musí zůstat zachována Země i pro příštích sedm generací. To je cíl o který se dnes snaží mnoho lidí po celé Zemi a nejde rozhodně o ty nejméně vzdělané. Myslím že je moudré a nezbytné se k této životní filozofii co nejrychleji přidat.

Barokní krajina

Problematika „zelené architektury“, hledajíc soulad s přírodou, se dotýká mnoha oborů, především však životního prostředí a ekologie, architektury, energetiky, sociologie, etiky a filozofie. Myslím že je moudré a nezbytné se k této životní filozofii co nejrychleji přidat. Doporučuji si na začátek spočítat vlastní „ekologickou stopu“.

Biodiverzita

Nezbytným předpokladem je nejen spotřebovávat co nejméně neobnovitelných energetických, ale i neenergetických zdrojů, jako je biodiverzita, barokní krajina, nebo lidská solidarita, protože i ty jsou stejně důležité pro lidský život.

CHARAKTERISTIKA „UDRŽITELNÉ“ STAVBY Udržitelná stavba by se měly vyznačovat nízkou spotřebou materiálu, vody a energie, a to jak ve fázi vzniku, tak i během provozu, při modernizaci a konečné likvidaci. Stavby by měly mít dlouhou životnost. Všechny materiály by měly být co nejméně energeticky náročné při výrobě a dopravě. Pravidlem je i používání druhotných surovin a odpadů, důležitá je možnost recyklace materiálů stavby po jejím dožití.

121

TVAR A VELIKOST BUDOVY V našem mírném klimatickém pásu je nejvýhodnější kompaktní tvar budovy, který minimalizuje přestup tepelné energie, upozorňuji, že se tak děje v obou směrech a na to se někdy při navrhování zapomíná. V každém případě by tvar domu neměl být příliš komplikovaný, jednoznačným ukazatelem kompaktnosti je poměr povrchu a objemu stavby, který srovnáváme s poměrem povrchu krychle o stejném objemu jako zkoumaná stavba. Tomuto poměru říkáme geometrická charakteristika stavby A/V.

Hmotové řešení budovy by mělo vycházet ze zásad geniálně vtělených do „Sokratova domu“ již v antickém Řecku. Jedná se orientaci budovy ke světovým stranám s ohledem na využití energie Slunce pasivním způsobem k vytápění, nebo dle potřeby, k chlazení objektu. Důležitým návrhovým kriteriem jsou výšky a azimuty Slunce během dne a roku. Nezapomínejme, že na každý m2 naší krajiny dopadá za rok nejméně 1 100 kWh sluneční energie, srovnatelných s dokonalým spálením 275 kg uhlí. 5. přednáška | ARCHITEKTONICKÝ A ENERGETICKÝ KONCEPT DOMU | TVAR A VELIKOST BUDOVY

122

DISPOZICE Dispoziční řešení by mělo respektovat několik jednoduchých zásad, také obsažených v „Sokratově domě“, který využívá v optimální míře „solárního designu“ pro snížení energetické náročnosti domu. Samozřejmostí je situovat hlavní prostory domu na jih a pomocné, komunikační a skladovací prostory k severu, kde tvoří „nárazníkovou“ zónu. Pro transparentní plochy platí obdobné zásady: největší plochu obrátit k jihu, na východ a západ co nejmenší, ze severu žádné transparentní plochy. Všechny transparentní plochy stínit v souladu s pohybem Slunce.

5. přednáška | ARCHITEKTONICKÝ A ENERGETICKÝ KONCEPT DOMU | DISPOZICE

123

OKENNÍ

OTVORY

Je nutná instalace zastínění všech oken, nejlépe vnějšími žaluziemi s automatikou. Kvalitní okna a celková neprůvzdušnost obálky budovy znemožňují „ přirozenou“ výměnu vzduchu v interiéru infiltrací, tento „nedostatek“ se odstraňuje řízenou ventilací.

5. přednáška | ARCHITEKTONICKÝ A ENERGETICKÝ KONCEPT DOMU | OKNA

124

Optimalizace velikosti prosklení jižní fasády záleží nejen na tepelném odporu zasklení, ale i celého objektu. Při nízkoenergetickém standardu objektu, energetická účinnost transparentní části jižní fasády stoupá až do 40% podílu prosklení na celkové ploše fasády, dále se již významně nemění. Mezi pasivními slunečními systémy hraje prim skleníkový efekt, jehož využití má mnoho podob : od zdvojené aktivní fasády přes Trombeho stěnu až po inteligentní fasády, skleníky a atria. Princip je u všech modifikací stejný, za pomoci skleníkového efektu, se sluncem ohřátý vzduch používá k vytápění, větrání a chlazení vnitřních prostor domu. U Trombeho stěny jde ještě o spojení aktivní fasády a akumulační stěny.

DesignBuildBLUFF Himachal

Surya slunecni skola v Kargyaku

125

VENTILACE A VYTÁPĚNÍ Řízená ventilace je většinou kombinací větrací soustavy využívající přirozeného proudění vzduchu pomocí „slunečních komínů“ a nucené výměny vzduchu s přívodem a odvodem. Ventilace vždy znamená ztrátu tepla (chladu), proto je systém používán s rekuperací tepla z odváděného vzduchu. Větrací soustava rozšířená o ohřev nebo chlazení vzduchu, a jeho částečnou cirkulaci slouží jako teplovzdušné vytápění a chlazení. Pro optimální využití pasivní sluneční energie je důležité, aby bylo vytápění a chlazení snadno regulovatelné.

ZDRAVÉ BUDOVY Vnitřní ekologii budovy ovlivňuje několik zásadních faktorů, je to stavební materiál, způsob vytápění a větrání, geomagnetická a elektromagnetická pole. Průzkumy WHO ukázaly, že až 30% budov trpí SBS (sick building syndrom), proto je důležité vybírat si kvalitní materiály, které neuvolňují škodlivé látky a snížit účinky elektromagnetických polí použitím stíněných kabelů a hlavně optimalizovat délku elektrického vedení. Doporučuji vždy prověřit netvoří-li konstrukce stavby Faradayovu klec. Zelená architektura tradičně využívá v maximální míře přírodní konstrukční materiály, hlavně dřevo a další přírodní látky jako je ovčí vlna nebo sláma. Oblíbená je i nepálená hlína, která dokáže udržovat v interiéru optimální vlhkost vzduchu okolo 50%, proto se jí využívá většinou na omítky a příčky. Rozhledna Bára (Ing.arch. Martin Rajniš)

The collector earls garden

Recycled glass bottle buddhist monastery (Thailand)

Earthbag School in Sierra Leone

5. přednáška | ARCHITEKTONICKÝ A ENERGETICKÝ KONCEPT DOMU | ZDRAVÉ BUDOVY

127

zdraví = hodnota hodnocení kvality vnitřního prostředí

LEED (Leadership in Energy and Environmental Desig) /USA/ od roku 1998 - bodovací systém založený na ohodnocení souboru kritérií 15 z celkových 100 bodů

BREEAM (BRE Environmental Assessment Method) /GB / od roku 1990 - bodovací systém založený na ohodnocení souboru kritérií 15%

DGNB (Deutsche Geselschaft für Nachhaltiges Bauen) /Německo/ od roku 2010 - model zahrnující 4 oblasti: lidské zdraví, přírodní zdroje, ekologické důsledky a environmentální management 1,22 z celkových 6,4 bodů

• PASIVNÍ SYSTÉMY Pasivní systémy tvoří stavba sama, její tvar, izolační standard, transparentní konstrukce, tepelně akumulační kapacita vnitřních konstrukcí a chytrý a vynalézavý architektonický koncept. Optimalizace velikosti prosklení jižní fasády záleží nejen na tepelném odporu zasklení, ale i celého objektu. Při nízkoenergetickém standardu objektu, energetická účinnost transparentní části jižní fasády stoupá až do 40% podílu prosklení na celkové ploše fasády, dále se již významně nemění. Pasivní zisky energie ze slunečního záření optimálně generují systémy využívající „transparentní izolace“, které slučují výhody skleníkového efektu s dobrou tepelnou izolací.

1 100 kWh /m2 / rok

A Sustainable Architect = Michael Reynolds

Herzog

5. přednáška | ARCHITEKTONICKÝ A ENERGETICKÝ KONCEPT DOMU | OBNOVITELNÉ ZDROJE ENERGIE

129

• AKTIVNÍ SLUNEČNÍ ENERGETICKÉ SYSTÉMY Aktivní sluneční energetické systémy jsou definovány transformací sluneční záření na energii buď tepelnou nebo elektrickou. Krytý bazén Tachov (E. Schleger, L. Liesler)

Koupaliště Břeclav (E. Schleger, L. Liesler)

Koupaliště Neresnica (E. Schleger, L. Liesler)


130

• SOLÁRNÍ KOLEKTORY Jako zdroj tepelné energie jsou nejčastěji používány sluneční kolektory, které dělíme podle druhu pracovního media na vzduchové nebo kapalinové. Přebytečná energie se ukládá do akumulátorů tepla, kterými může být buď hmota budovy, nebo specifické akumulátory optimalizované pro navrženou délku akumulace (den-noc, týden, léto-zima). Jako akumulační látky se užívá kamenivo, beton, upravená voda a látky se stavovou a chemickou vazbou tepla. Sluneční kolektory dělíme podle konstrukce a zároveň podle účinnosti od nejjednodušších až po sluneční parogenerátory a tavící pece, takto: hadicové, ploché, ploché s krytem, trubicové, trubicové vakuové, koncentrační lineární a parabolické, koncentrační pole a mnohé jiné .


131

• FOTOVOLTAICKÉ PANELY Fotovoltaické panely transformuji sluneční záření na elektricky proud. Systém je většinou napojen na elektrickou rozvodnou síť, proto jsou vybaveny měničem na střídavý proud, u nás o napětí 230 V a odečítacím elektroměrem.

Zedfactory

Amory Lovins Rolf Disch

Rolf Disch


132

• VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY Přírodní podmínky pro větrnou energetiku jsou u nás slušné. Za dobrou považujeme lokalitu s průměrnou rychlostí větru okolo 3 m/s. Pro areály se sdílenou energetickou soustavou jsou vhodné aerogenerátory se svislou osou rotoru, nejčastěji o výkonu 5 až 30 kW.

• World Trade Center – Bahrain (2008) • Wind powered skyscraper - Dubaj

• Větrná turbína Blue Green Pacific

• Seagull – Solar and wind powered streetlight • Green Prefab House – Mario Cucinella Architects


133

• TEPELNÁ ČERPADLA Pro využití nízkopotenciálního tepla obsaženého ve vzduchu, vodě nebo v zemi, slouží tepelné čerpadlo, které „přečerpává“ tuto energii na vyšší, využitelnou teplotní úroveň, například pro topení. Poměr topného výkonu a příkonu energie pro pohon tepelného čerpadla je topný faktor. Čím je menší rozdíl mezi zdrojem tepla a požadovanou teplotní úrovní, tím je topný faktor vyšší. REKUPERACE ODPADNÍHO VZDUCHU TEPLOVZDUŠNÉ TOPENÍ

ZEMÉ – VODA SPODNÍ VODA

REKUPERACE ODPADNÍHO VZDUCHU VODNÍ RADIATORY

ZEMÉ – VODA HLUBINNÝ VRT


VZDUCH - VODA

ZEMÉ – VODA PLOŠNÝ ZEMNÍ KOLEKTOR

134

STAVEBNÍ ŘEŠENÍ Stavby přátelské k životnímu prostředí musí být energeticky velmi úsporné, tedy splňovat kriteria pro nízko energetický nebo dokonce pasivní dům. Kriteria jsou dána optimalizací výchozích podmínek v určité klimatické oblasti, jako je způsob života, technologická úroveň a dostupnost energie nezatěžující životní prostředí. V současné době se používají pro nízko energetické domy sendvičové konstrukce pláště, samozřejmě s vyloučení všech tepelných mostů. Na tloušťce izolace se nevyplatí šetřit. Pro optimální využití sluneční energie, ať už pasivně pomocí chytrých transparentních izolací, nebo aktivně, například pomocí slunečních kolektorů, je nutné zajistit dostatečnou tepelnou setrvačnost interiéru pomocí akumulace tepla buď do hmoty stavby, nebo i do pro tento účel vytvořených akumulátorů, a tak teplo naakumulované během dne v noci vyrovnává kolísání teplot. Velín (E. Schleger, L. Liesler)

Translucent heat insulation made from glass

5. přednáška | ARCHITEKTONICKÝ A ENERGETICKÝ KONCEPT DOMU | STAVEBNÍ ŘEŠENÍ

135

• ZATRAVNĚNÁ STŘECHA

Zelené střechy snižují tepelnou zátěž krytiny, běžná střecha se v létě zahřeje až na 80°C a zelená střecha za stejných podmínek jen na 25°C, stejně se zmenšují teplotní rozdíly i v zimě. Ozelenění střech rozlišujeme na extenzivní a intenzivní, což je vlastně už střešní zahrada vhodná k pobytu.

Green roof - Art school Singapure

Green roof – Faroe islands

5. přednáška | ARCHITEKTONICKÝ A ENERGETICKÝ KONCEPT DOMU | ZELEŇ

Hundertwasser

136

ČTYŘI KROKY K NÁVRHU ZELENÉ STAVBY •„Hodnoty, které by dovedly zachovat životní styl elegantní střídmosti nejsou nové, jsou jen uloženy na půdě, potřebují oprášit a znovu uvést do oběhu. Vždyť hospodárnost, jednoduchost, rozmanitost, mezilidské vztahy, skromnost a řemeslná obratnost byly hodnoty konzervativní společnosti. Cílem je louskat oříšky louskáčkem a zatloukat kůly těžkou palicí a ne naopak.“ -Amory Lovins-

Dům interiér - Pompeje

Dům Vestaliho - Pompeje

Dům Menandra - Pompeje

Metoda 4 kroků pomáhá získat energii ze slunečního záření v procesu návrhu architektury, kterou podle knihy Brendy a Roberta Valeových „Green Architecture Design For Sustainable Future“ nazýváme zelenou architekturou, architekturou, která co možná nejméně zvyšuje entropii naší planety a jejího lidstva. Metoda 4 kroků je prastará. Xenofon ji použil již v 5. století před Kristem při popisu tak zvaného Sokratova domu, o kterém jsem se již zmínil dříve. 13 7

1. K R O K

CO

NEJDŘÍV UDĚLÁME ?

1) - podívejte se odkud je nejkrásnější výhled 2) - přečteme si konfiguraci terénu metodou „ kam teče voda ?“ 3) - prozkoumáme dráhu slunce pro celý rok metodou „kam padá stín ?“ 4) - zjistíme odkud fouká nejčastěji v zimě vítr, jaký bývá výskyt mlh. Místní mikroklima je k přečtení z flóry a fauny, vždy se najde alespoň trs trávy či něco málo mechorostů. Vhodná pro tvorbu mikroklimatu je metoda „proudící vody nebo jezera a větru

„…je tedy úkolem rozvážného architekta s veškerou snahou a námahou vypátrat a vyhledat pohodlné a zdravé místo…, bude-li to u řeky, bude to velmi pohodlné a krásné…, ale především je třeba se vzdalovat vod mrtvých, … čemuž se snadno vyhneme, budeme-li stavět na místech vyvýšených a veselých … takže si tam obyvatelé udržují zdraví a veselí“ Andrea Palladio, 1. kapitola 2. Knihy o architektuře 13 5. přednáška | ARCHITEKTONICKÝ A ENERGETICKÝ KONCEPT DOMU | 4 KROKY K NÁVRHU ZELENÉ STAVBY 8

2. KROK = HMOTOVÉ ŘEŠENÍ CO NEJDŘÍV UDĚLÁME ?

5) - azimuty a výšky slunce pro ráno, poledne a večer, a to pro 15. den v každém měsíci (samozřejmě stačí tak učinit jen pro polovinu roku) metodou Sokratův dům, pozor na lokální horizont 6) - A/V (m2/m3) 7) - použijeme metody „aerodynamický tunel“ nebo „proudící voda“. Při řešení přístupu a to nejen vzduchu hledáme nepřehrazený „hladký“ tok bez vírů a peřejí, pří omezování přístupu, například při snižování ochlazování stavby větrem, hledáme proudění plné turbulencí, které snižují rychlost, v praxi jsou to představené nevytápěné části staveb, treláží počínaje a loggiemi nekonče 8) - nejúčinnější větrnou „brzdou“ je svislá tyč, hlavně když není sama 9) - řiďte se pravidlem : hmota stavby - kompaktní, vše ostatní – rozevláté 10) - nahraďte na objektu zeleň ztracenou zastavěním, získáte kyslík, klimatizaci, stín a ptačí zpěv a odstraníte hluk a prach. Nevěřte pověstem o pavoucích a jiné fauně lezoucí z popínavé zeleně do obydlí. 11) - nebojte se přiměřeně použít základní pravidla feng shui. „Kompas nevynalezli Číňané proto, aby nezabloudili, ale aby správně založili stavbu.“ (Václav Cílek , geolog a spisovatel)

KROK 2. = HMOTOVÉ ŘEŠENÍ 5. přednáška | ARCHITEKTONICKÝ A ENERGETICKÝ KONCEPT DOMU | 4 KROKY K NÁVRHU ZELENÉ STAVBY

13 9

3. KROK = PASIVNÍ VYUŽITÍ SLUNEČNÍ ENERGIE CO NEJDŘÍV UDĚLÁME ?

9) - znovu se podíváme, nejde-li ještě více otevřít stavbu slunci 10) - ověříme si optimální azimut, sklon a velikost absorpčních ploch vzhledem k výškám slunce v průběhu roku 11) - optimalizujeme pohyblivé a potrubní systémy, aby byly krátké a dobře se udržovaly 12) - navrhneme chytrou akumulaci tepla, nejlépe „sdílenou“ 13) - nezapomeneme na vliv barevnosti ploch na absorpci tepla včetně těch zrcadlových 14) - a ještě jednou, nebojte se přiměřeně použít základní pravidla feng shui 15) - vše si ověřte pomocí „ekologických parametrů“

5. přednáška | ARCHITEKTONICKÝ A ENERGETICKÝ KONCEPT DOMU | 4 KROKY K NÁVRHU ZELENÉ STAVBY

14 0

PĚT PRINCIPŮ PRO VYTÁPĚNÍ A) přímý zisk solární energie jižně orientovanou prosklenou stěnou (skleníkový efekt) B) akumulace sluneční radiace do hmoty stavby s následnou konvekcí a radiací C) sluneční energetický skleník D) absorpční a akumulační časový posun E) usměrněná radiace

PĚT PRINCIPŮ PRO CHLAZENÍ F) noční usměrněná radiace G) evaporační chlazení

H) hydroskopické chlazení I) absorpční a akumulační časový posun J) indukční větrání - sluneční komín

KROK 3. = PASIVNÍ VYUŽITÍ SLUNEČNÍ ENERGIE 5. přednáška | ARCHITEKTONICKÝ A ENERGETICKÝ KONCEPT DOMU | 4 KROKY K NÁVRHU ZELENÉ STAVBY

14 1

4. KROK = AKTIVNÍ VYUŽITÍ SLUNEČNÍ ENERGIE Aktivní prvky sluneční energetiky jsou definovány oběhem teplonosného media, plynu, kapaliny nebo elektrického proudu. Čtvrtý krok je pověstnou třešničkou na dortu. Z architektonického hlediska se jedná o integraci technických zařízení do budovy a jejího pláště, jejich účinnost musí zaručit předchozí tři kroky. Z technického hlediska se jedná o sluneční kolektory a panely všeho druhu napojené na akumulátory nebo sdílené sítě, dále pak o aerogenerátory, tepelná čerpadla, kogenerační jednotky, bioplynové stanice a další překvapivé technické vynálezy sluneční energetiky. Jednoduše řečeno, jde o technická zařízení na transformaci energie slunce (ve všech svých podobách), která dnes převážně používají jako teplonosného media plyn, kapalinu nebo elektrický proud.

5. přednáška | ARCHITEKTONICKÝ A ENERGETICKÝ KONCEPT DOMU | 4 KROKY K NÁVRHU ZELENÉ STAVBY

14 2

ANALÝZA KONCEPTŮ REFERENČNÍ DŮM „KRYCHLE“ Objem Zastavěná plocha Délka fasády Výška fasády Povrch (včetně střechy a podlahy) Užitná plocha Okna jih 42,5 m2 východ 3 m2 západ 3 m2

= 672 m3 = 76,5 m2 = 35 m = 8,75 m = 459 m2 = 150 m2

E1 – geometrická charakteristika E3 – energetická bilance proskl. ploch E5 – zeleň na objektu E6 – tepelná bilance budovy

0,68 8.517 kWh/a 76,5 m2 2.355 kWh/a 18,11 kWh/m2a

půdorys 1.n.p.

pohled jižní

pohled západní

pohled východní

5. přednáška | ARCHITEKTONICKÝ A ENERGETICKÝ KONCEPT DOMU | EKOLOGICKÉ PARAMETRY

14 3

PŘÍKLADY EKOLOGICKÝCH ŘEŠENÍ

KVALITNĚ

„šetrné“ budovy •

v naší zeměpisné šířce lze stavět budovy bez náročných technických zařízení

• tepelnou pohodu

lze dosáhnout uvážlivým architektonickým řešením a minimalizaci technických zařízení

• technická zařízení budov mají doplňovat a ne zachraňovat architektonické řešení • budovy jsou tak „ rozumné“, jak „ rozumní“ jsou jejich uživatelé a uvědomělý provozovatel

Paolo Soleri ARCOSANTI

70. LÉTA

| 1974 | David Wright, 1977

Own pasive solar house, Doug Kelbaugh, Princeton, 1975

Byker Wall, Ralph Erskine, Newcastle, 1973

70. LÉTA

Klima určuje architektonickou formu, ne naopak.

Resolute bay, Kanada, Ralph 1975 Erskine, 1973-1976 Own pasive solar house,Arctic Dougtown, Kelbaugh, Princeton, New Jersey,

Doba high-tech a dobývání kosmu, architektura se stala pokornou ve volné krajině a technickým šperkem v centru metropolí.

70. LÉTA

EFA, Radio Satellite Station, Gustav Peichl, Aflenz, Austria, 1976-1979

Lloyd´s, Richard Rogers, Londýn, 1979-86

80. LÉTA Nové materiály a technologie, vznikl nízkoenergetický standard staveb. V Dánsku je realizován dům s nulovou spotřebou energie (architekt V. Korsgaard, Technická univerzita Kodaň).

Brunsell sharples residence, Obie Bowman, USA, 1987

Das Ramschiff, Bart Prince, 1983

Design center, Thomas Herzog, LInz, 1986-94

Thorncrown chapel, Fey Jones, USA, 1980

90. LÉTA

| ROK 1990 |

Zelená architektura nachází vlastní formu – „landscrapes“. Výrazný trend integrace se Zemí a krajinou.

House in Wales, Jan Kaplický, 1994

House for M. Bousquet , Norman Foster, Korsika, 1990-93

Umělecká a výstavní síň, Gustav Peichl, Bonn, 1986 -92

90. LÉTA

Podoby zelených staveb stále více překvapují svou hravostí a kultivací zelených principů.

Cartier Foundation, Jean Nouvel, Paris, 1991-94

Soft and hairy house, Ushhida, Japonsko, 1994

Spring Lake Park, Visitors center, Obie Bowman, USA, 1992

90. LÉTA

Syntéza historie, kultury a krajiny – symbol, funkce, detail, elegance.

Jean Marie Tjibaou Cultural Center, Renzo Piano, Nouméa, New Caledonia, 1991-98

• RENZO PIANO - California academy of sciences (2008) Renzo Piano při příležitosti otevření muzea: „Země je zranitelná a potřebuje naši pomoc. Musíme se o přírodě víc dovědět, začít ji mít rádi a pořádně se o ni starat.“

5. přednáška | ARCHITEKTONICKÝ A ENERGETICKÝ KONCEPT DOMU | ÚVOD

155

• SOLAR CITY PICHLING LINZ „Zelené obce“ vyrůstají v Německu, Švýcarsku, Rakousku (SolarCity Pichling Linz), Francii, Skandinávii, Britanii i jinde . Jsou to ucelené soubory staveb, které usilují o co nejkomplexnější ekologické řešení, energetickou úsporností počínaje a šetrným hospodařením s vodou a odpady konče. Důležitá je „sdílená“ energetická koncepce areálu ( například každý dům má sluneční kolektory a přebytky tepelné energie dodává do společného akumulátoru, odkud si energii „odčerpává“ tepelným čerpadlem). Z areálů je mnohdy důsledně vyloučena automobilová doprava, parkování bývá umístěno na okraji areálu pod jednoduchými přístřešky. Velmi důležitá je blízkost veřejné dopravy a pracovních příležitostí.

Public school and nursery


156

• BedZED - Bill Dunster Architects - London Opravdu dobrým příkladem je BedZET (Beddington Zero Energy Development) od Bill Dunster Architects, ekologická obec postavená v Suttonu ve Velkém Londýně v letech 2000 až 2002, a rok nato vyznamenané Stirlingovou cenou. BedZET: Bill Dunster Architects (2002)

BedZET: Bill Dunster Architects (2002)


157

Steven Holl Architects Glasgow School of Art

odraz denního světla • •

• •

vyrovnává nedostatky v orientaci oken světlé a lesklé předměty odráží více světla (vodní hladina, sníh…) stěny, stropy, podlahy – jejich barva, struktura a lesk velikost prostoru , GB, 2009, zdroj: www.stevenholl.com

7

• FOSTER + PARTNERS - Masdar City Město bude mít kapacitu 50 tis. obyvatel a mělo by stát na ploše cca 640 ha. Konstrukce budov, úzké zastíněné ulice, tekoucí studená voda a uměle vytvořený vítr zajistí snížení venkovních teplot o 20°C tím umožní normální život i během horkého a vlhkého léta. Elektrická energie bude získávána výhradně z obnovitelných zdrojů – využity budou solární články, větrné turbíny, tepelná čerpadla a biomasa. Obří zrcadla budou koncentrovat sluneční záření do jednoho bodu k výrobě páry podobně jako v klasických elektrárnách. Spotřeba vody proti normálním městům má být zhruba třetinová a bude zabezpečena vlastním odsolovacím zařízením. Veškerý odpad bude dále recyklován a využíván. Ve městě nebudou jezdit žádné automobily.

ECO–VILLAGE

individuální úsporná opatření

• zařízení úspornými předměty (sprcha, kohouty, atd.) • toilety nepoužívající vodu • okruh „šedé“ vody (vodu ze sprchy užívat pro sprchu) • užívání dešťové vody

•měření vody •zelené

střechy

zelená střecha

zmenší výrazně objem odváděné vody

ECO–VILLAGE

kolektivní úsporná opatření

•retence nárazových dešťů •čištění odpadní vody •infiltrace do spodní vody •propustné povrchy •kontrolované mokřiny

přirozené čištění odpadní vody ( kořenová čistička)

ODPADY RECYKLACE MATERIÁLŮ

RECYKLOVATELNÉ SUROVINY PAPÍR SKLO KOVY PLASTY TEXTIL BIO ODPAD STAVEBNÍ ODPAD ELEKTRO MATERIÁL

Papír Vlnitá lepenka Hladká lepenka Bílé sklo Zelené sklo Hnědé sklo Ocel Hliník Dřevo Polyethylentereftalát Polypropylén Polystyrén Polyetylén (rozvětvený) Polyetylén (lineární) Kombinovaný obal Nápojový karton C/PAP 81 a 84

PAP 22 PAP 20 PAP 21 GL 70 GL 71 GL 72 FE 40 ALU 41 FOR 50 PET 1 PP 5 PS 6 LDPE 4 HDPE 2 C/

S energetickou krizí oživení tématu recyklace

1970

Socialistická ekonomie nedostatku – sběrné suroviny

1950 - 70

Rozmach konzumní společnosti

1950

Donace převážně kovů

éra rozvoje průmyslu

II. světová válka

Počátek výroby plastůz petroleje, boom nastává v 50.letech centrální topení změnilo strukturu odpadu

1930

Britská papírna zavedla výrobu recyklovaného papíru

1890

První spalovna v Británii

1874

s industrializací zvýšena poptávka po materiálech – sklo, kovy, popel,papír

19. století

.13. stol Jan Lucemburský regulace sběru odpadků

Středověk

Athény stanovily, že skládky musí být min. 2 km za městem Snaha o minimalizaci odpadu spotřeba keramiky, popele

Antika – první sklády

před-industrální éra post - industrální éra

Thai Buddhist Temple,Thailand

/ Základní škola, San Pablo - Philippines, 2009

ROSEMBAUM DESIGN STUDIO, A Recycled Plastic Bottle Vertical Garden

TIRES BUILDING / Jellyfish Theatre, London, 2010

ARCHITEKT ODPADU Michael Reynolds Američana Michaela Reynoldse lze bez nadsázky a také bez urážky nazvat nejvýznamnějším světovým architektem odpadu. Přes tři desítky let s úspěchem staví velmi levné domy, které disponují vlastním zdrojem energie, vody i tepla. K jejich stavbě využívá staré pneumatiky, plechovky od piva a skleněné láhve.

ALICE BARROIS, TRISTAN SPELL, Ame-lot, Paris – France, 2011

SHIGERU BAN, Nomadic Museum, New York, 2005

SHIN BOGDAN HAGIWARA, SHSH Pavilion, Brussels - Be, 2008

VILLA WELPELOO 2012 Architecten Césare Peeren Jedná se o první dům, který 2012 Architecten navrhli s použitím metody Superuse. 60% použitých materiálů pochází z bezprostředního okolí stavební parcely, kde se původně nacházela továrna na textil. Fasádní obklad je tvořen dřevem ze starých kabelových bubnů (úspora 85% emisí CO2 oproti novému obkladu), nosná konstrukce je tvořena ocelovými nosníky z vyřazeného paternosteru (úspora 95% emisí CO2 oproti novému ocelovému skeletu). Výtah, který byl používán v rámci výstavby je zabudován jako hydraulická plošina uvnitř domu, svítidla jsou tvořena součástkami z vadných deštníků, na obklad koupelen je použita hmota smileplastic (slisované kelímky od kávy). „Při takovémto způsobu navrhování musíte být velmi flexibilní, abyste byli schopni do projektu začlenit materiály, které najdete,“ říká Césare Peeren. Further reading: 1. www.2012architecten.nl 2. www.superuse.org 3. E. van Hinte, C. Peeren, J. Jongert: Superuse: Constructing New Architecture by Shortcutting Material Flows. Rotterdam: 2007

COLLIN DUNN DESIGN, Recycoool, 2007

Využití

recyklovaných

materiálů

A. PHELOUZAT, Chaise corky, 2007

CITYSI, Marilyn eco, 2012

M. Stadelmann, Paper chair, 2010

FRITSCH-DURISOTTI, B2O - vélo - bambou

D.WAHL FOR IKEA, Solviden

INDEX ARCHITEKTEN, Bunker, Frankfurt, 2005

MVRDV, Frøsilos, Copenhagen, 2005

OTH, Kraanspoor, Amsterdam, 2007

SOLAR DECATHLON Soutěž Solar Decathlon je jedna z nejvyhlášenějších studentských mezinárodních soutěží s cílem navrhnout energeticky soběstačnou budovu pro bydlení. K tomuto solárnímu desetiboji se každé dva roky proti sobě postaví 20 studentských týmů z celého světa. Soutěží se vždy na podzim, místo konání je také tradiční – National Mall ve Washingtonu. Soutěž se od počátku těší velké popularitě, na postavenou solární vesnici se pokaždé přišlo podívat více než 100 000 návštěvníků. Během soutěže týmy získávají hodnocení v deseti disciplínách nazvaných: Architektura, Inženýrská koncepce, Průzkum trhu, Komunikace, Pohoda prostředí, Použitelnost, Teplá voda, Osvětlení, Elektrická zařízení, Energetická bilance.

Mocoloco - Ohio

Solar Decathlon motivace účasti

Země je mechanický objekt stejně jako automobil – “musíme proto doplňovat olej a pohonné hmoty a vodu do chladiče a starat se o něj jako o celek”. Buckminster Fuller Již při svých prvních praktických úlohách jsem mimo jiné byl silně ovlivněn myšlenkami Buckminstera Fullera a dalších, směřujících k hledání rovnováhy mezi technikou a přírodou. [...] Byla to inspirující myšlenka soběstačnosti, v globálním pohledu hledat rovnováhu mezi zdroji a spotřebou tak, aby nebyla příroda vyčerpána rozpínající se civilizací až ke hranici sebezničení. Filosofie, jejíž podstata platí dodnes, někdy až s urgentní naléhavostí. Zdeněk Zavřel

10 soutěžních disciplín Hodnocení odbornými porotami 500 b.

Plnění úkolů 200 b.

Architektura

Spotřebiče

Atraktivita pro trh

Domácí zábava

Cenová dostupnost Energetická bilance Technika Teplá voda Komunikace Vnitřní komfort Měření 300 b.

Fakulta architektury Fakulta stavební

Fakulta dopravní

VŠUP Fakulta elektrotechnická

UK

Solar Decathlon je jedinečný mírou integrace jednotlivých fakult ČVUT do celého projektu. Vzhledem k interdisciplinárnímu charakteru soutěže se projektu účastní studenti napříč celého ČVUT.

Solar Decathlon

AIR House –

Účast týmu Fakulty architektury ČVUT – Ústav navrhování II

Affordable–Inflatable–Recyclable

Nízká hmotnost domu, skladnost, snadný transport, rychlá výstavba – stačí rozložit a nafouknout!

AIR HOUSE

Irvine, California, Oct.2013

....... potřetí !

ČVUT Praha – 3/12/2014

__ Stránky předmětu Ekologie I www.fa.cvut.cz/cs/studium/predmety/ekologie-i

doporučená literatura Alberti L. B., Cílek V., Daniels K., Day Ch., Dvořáková D., Ladislav Žák Heshong L., Křivohlavý J., Kwan L., Feng Shui Le Corbusier – Saugnier Molena J., Jan Duiker, Pallasmaa J., Rasmussen S.E., Vitruvius M.P., Zumthor P., Zumthor P., E. van Hinte, C. Peeren,

Deset knih o stavitelství SNKLHU, Praha 1956 Krajiny vnitřní a vnější Dokořán, Praha 2002 Technika budov Jaga, Bratislava 2003 Duch a místo ERA, Brno 2004 Byt a krajina Arbor Vitae, Praha 2006 Termal Delight in Architecture The MIT Press 1979 Psychologie zdraví Portál 2003 Umění bydlet Pragma, Praha 1996 Za novou architekturu Petr Rezek, Praha 2005 Works and Projects Gustavo Gili, Barcelona 1996 The Eyes of the Skin John Wiley & Sons 2007 Experiencing architecture The MIT Press 1959 Deset knih o architektuře SNKLHU, Praha 1953 Atmospheres Birkhäuser 2006 Promýšlet architekturu Archa, Zlín 2009 SUPERUSE Rotterdam 2007

doporučená literatura •

Beatley, Timothy

Planning for Sustainability in European Cities

•

Gehl Jan

Život mezi budovami

•

Gehl Jan, Lars Benzoe Nové městské prostory

•

Jacobs Jane česky

Death and Life of Američan Cities, Smrt a život amerických velkoměst

• • •

Lunch Kevin

Good City Form,

Moldan Bedřich

Podmaněná planeta,

•

W. McDonough, M. Braungart : „Cradle to Cradle“

2003

Nadace Partnerství 2000 ERA group, 2002 Random House, 1961 Odeon 1975

MIT Press, Cambridge MA and London

Remaking the Way We Make Things

Karolinum Praha 2009

New York: 2002

Stránky předmětu (Studium – Předměty – Ekologie I) www.fa.cvut.cz/cs/studium/predmety/ekologie-i www.ceske-reky.cz/

Greenlab www.greenlab.cz

Více informací doporučuji hledat na: www.greenlab.cz www.hraozemi.cz www.panda.org/about our earth/all publications/living planet report/foot print www.bedzed.org.uk www.zedfactory.com/bedzed www.2012architecten.nl www.superuse.org www.solarcity-linz.at www.rolfdish.de/sonnenshiff/solarsiedlung www.archiweb.cz (Lord Norman Foster, Renzo Piano) www.bau-biologieusa.com/principles www.birdair.org www.RMI.org www.bfi.org www.bim.wz.cz/negawatt1.html Skripta: Zdraví a krása – Přírodní materiály a zdravé stavby (doc.Ing.arch. E. Schleger, Ing.arch. Liesler, Ing.arch. D. Hlavaček, Ing.arch. K. Rottová) Václav Cílek – Jak to vidí… (2010, Radioservis, a.s.)

202

F A K T A - Problémy životního prostředí : 1. klimatické změny → např. zvyšování průměrných teplot, změny ve vzorcích dešťových srážek, nevyzpytatelné vzorce počasí, zvyšování hladiny světových moří a oceánů. 2. znečištění → znečištění životního prostředí v souvislosti s lidskými aktivitami - využíváním fosilních paliv, průmyslové činnosti a zemědělství – má negativní vliv na lidské zdraví a biodiverzitu. 3. úbytek stratosférického ozónu → projevuje se zvýšenými hodnotami UV záření na úrovni zemského povrchu, které nepříznivě ovlivňují vodní a zemní ekosystémy, potravinový řetězec a lidské zdraví. 4. zdroje → postupné vyčerpávání neobnovitelných přírodních zdrojů. Předpokládané zásoby dle BP: zemní plyn 66 let, uhlí 180 let, ropa 45 let. Nadměrná těžba u některých obnovit. přírodních zdrojů. 5. voda – kvalita a kvantita → neudržitelné nakládání s vodními zdroji způsobilo kritický nedostatek vody v některých oblastech světa, jedna pětina lidstva nemá přístup k nezávadné pitné vodě.

6. odlesňování → způsobuje narušení přirozených biotopů, ztrátu biodiverzity a vysušování půd. Má negativní vliv na odolnost půdy proti erozi, významným způsobem přispívá k emisím CO2. 7. degradace půd → díky urbanizaci, výstavbě, těžbě, konfliktům, zemědělstvím a odlesňování. Způsobuje poškození přirozených biotopů, snižuje úrodnost půd, mění se infiltrační kapacita. 8. odpad → likvidace odpadů má řadu dopadů na životní prostředí, včetně emisí do ovzduší, povrchových i podzemních vod. Odpad zároveň představuje ztrátu přírodních zdrojů. 9. biodiverzita → ztráta biodiverzity snižuje různorodost biologických druhů, způsobuje snižování množství druhů a naopak zvýšení výskytu některých druhů, které ztratily přirozené nepřátele. Působení člověka na životní prostředí mělo za následek rapidní redukci biodiverzity včetně biodiverzity genetické. 10. populace → lidská populace na Zemi v roce 2011 - 7 miliard. Rozvinuté země s méně než čtvrtinou světové populace produkují 85% hrubého světového produktu a spotřebovávají většinu surovin.

EKOLOGICKÉ PARAMETRY

PARAMETR 1 - GEOMETRICKÁ CHARAKTERISTIKA - A/V (m2/m3)

EKOLOGICKÝ PARAMETR

1

určuje poměr ochlazovaných obalových konstrukcí a obestavěného prostoru, závisí na absolutní velikosti budovy, proto vypočtené A / V porovnáváme s krychlí o stejném objemu ( A / V krychle = 100% )


20 6

PARAMETR 2 - OSLUNĚNÉ OTVORY


2

určuje maximální velikost osluněného otvoru v poměru k podlahové ploše tak, aby byla zajištěna tepelná pohoda interiéru v letním období


20 7

PARAMETR 3 - ENERGETICKÁ BILANCE PROSKLENÉ PLOCHY


3

určuje pasivní využití sluneční energie


20 8

PARAMETR 4 - AKTIVNÍ SOLÁRNÍ PRVKY


4

určuje využití aktivních solárních prvků a využití sluneční energie k ohřevu teplé vody a podpoře vytápění


20 9

PARAMETR 5 - ZELEŇ NA OBJEKTU


5

vyjadřuje podíl zeleně použité na objektu a uvnitř objektu k celkové zastavěné ploše objektu a zpevněných ploch


21 0

PARAMETR 6 - TEPELNÁ BILANCE BUDOV


6

určuje potřebu tepla na vytápění objektu ve vztahu k užitné ploše


21 1

SHRNUTÍ Zdeněk Zavřel

Recommend Documents