INOVARE ŞI IMPLEMENTARE LOCALĂ ÎN PROIECTAREA CLĂDIRILOR DE LOCUIT EFICIENTE ENERGETIC

INOVARE ŞI IMPLEMENTARE LOCALĂ ÎN PROIECTAREA CLĂDIRILOR DE LOCUIT EFICIENTE ENERGETIC

CUPRINS (teză de doctorat) CAPITOLUL 1 INTRODUCERE 6 1.1 Motivaţia alegerii temei...6 1.2 Importanţa şi actualitatea temei...6 1.3 Prezentarea pe scurt a conţinutului lucrării...14 1.4 Obiective ştiinţifice şi scopul lucrării...14 1.5 Metodologia de lucru...15 CAPITOLUL 2 STRATEGII DE ARHITECTURĂ PASIVĂ 17 2.1 PREZENTARE GENERALĂ...17 2.2 ARHITECTURA VERNACULARA RESURSA DE STRATEGII PASIVE...18 2.2.1 Casa tradiţională românească....18 2.2.2 Casa italiană...... 19 2.2.3 Casa mediteraneeană.....19 2.2.4 Casa arabă.....20 2.2.5 Corturile indienilor americani... 21 2.2.6 Iurta mongolă... 21 2.2.7 Arhitectura îngopată.. 21 2.2.8 Casa tropicală 22 2.3 SRATEGII DE PROIECTARE PASIVĂ...24 2.3.1 Masa termică. 24 2.3.2 Descarcarea termică pe timpul nopţii 24 2.3.3 Utilzarea energiei termice a pământului.... 25 1

2.3.4 Super-izolarea termică a anvelopantei...... 26 2.3.5 Etanşeitatea anvelopantei..26 2.3.6 Umbrirea... 27 2.3.7 Încalzirea din radiaţia solară directă sau din acumularea de masă termică.28 2.3.8 Ventilaţia naturală.30 2.3.9 Ventilaţia naturală de tip hibrid. 31 2.3.10 Colectoare solare perforate 31 2.3.11 Căldura din surse interioare..32 2.3.12 Răcirea prin evaporare..33 2.3.13 Dezumidificarea pasivă. 34 2.3.14 Lumina naturală 34 2.4 CURENŢII DE AER INTERIORI CLĂDIRII...36 2.4.1 Turnuri de vant.. 36 2.4.2 Turnuri solare 37 2.4.3 Turnuri umede de răcire (răcire adiabatică)..39 2.5 APA...39 2.5.1 Managemetul apei...39 2.5.2 Apa ca parte a stragiilor pasive de răcire şi încălzire.... 40 2.6 VEGETAŢIA...42 2.7 GEOMETRIA CLĂDIRII...42 2.7.1 Orientarea cladirii..42 2.7.2 Poziţionarea după direcţia vântului... 43 2.7.3 Raportul dintre aria anvelopantei şi volumul interior... 44 2.7.4 Forma clădirii în plan şi configurarea spaţială.....45 2.7.5 Zonificarea termică a clădirii....47 2.7.6 Zonificarea iluminatului natural 48 2.7.7 Culoarea anvelopantei.... 48 2.8 CONCLUZII...49 2

CAPITOLUL 3 SISTEME ACTIVE LOW-ENERGY 51 3.1 Răcirea şi încălzirea radiantă.......52 3.2 Preluarea energiei termice subterane...53 3.3 Sisteme informatice integrate în clădirea inteligentă. 55 3.4 Redurecrea consumului de energie al sistemului de iluminat şi al motoarelor de angrenare al echipamentelor....56 3.5 Sistemul de control al iluminatului...57 3.6 Ventilaţia cu aport de aer proaspăt şi recuperare de caldură.. 58 3.7 Răcirea prin evaporare...58 3.8 Răcirea prin absorţie...60 3.9 Recuperare de căldură din apa caldă menajeră uzată...61 3.10 Controlul umidităţii şi dezumidificarea pasivă...62 3.11 Stocarea sezonală a energiei termice...63 3.12 Sisteme active low-energy integrate în anvelopantă...64 3.12.1 Faţada solară 65 3.12.2 Faţade, terase şi acoperişuri verzi.....66 3.12.3 Faţade inteligente interactive.. 68 3.13 Concluzii... 72 CAPITOLUL 4 ENERGIE DIN SURSE REGENERABILE 73 4.1 Paouri fotovoltaice...74 4.2 Panouri solare...78 4.3 Energie eoliană...81 4.4 Energia hidro...82 4.5 Energia geotermală...84 4.6 Biomasa...86 4.7 Celule de combustibil...89 4.8 Concluzii.90 3

CAPITOLUL 5 STUDII DE CAZ - CERCETARE PRIN PROIECTARE 93 5.1 Obiect multifuncţional (lavoar, sertar depozitare, rezervor, toaletă). 93 5.2 Locuinţă unifamilială. 95 5.2.1 Prezentare generală...95 5.2.2 Configurare spaţial-volumetrică...96 5.2.3 Analiză de sit 97 5.2.4 Anvelopanta.98 5.2.5 Srategii de arhitectură pasivă...110 5.2.6 Elemente active low-energy...111 5.2.7 Soluţia tehnică pentru încălzire şi răcire....111 5.2.8 Sistemul de ventilaţie mecanic...119 5.2.9 Iluminatul...123 5.2.10 Panourile solare (energie regenerabilă)..123 5.2.11 Sistemul de control BMS...123 5.2.12 Urmărirea de şantier...124 5.2.13 Analiza consumuri şi costuri întreţinere...136 5.3.14 Îmbunătăţiri posibile ale configurării actuale...139 CAPITOLUL 6 CONCLUZII 140 6.1 Măsura în care au fost atinse obiectivele...140 6.2 Direcţiile de cercetare...141 6.3 Demersul profesional al arhitectului.144 6.4 Contribuţii proprii...146 6.5 Sugestii pentru cercetări ulterioare...147 4

CUVINTE CHEIE...148 TERMENI ŞI ABREVIERI...149 COLABORATORI ŞI ECHIPA DE PROIECTARE INTERDISCIPLINARĂ...151 SURSELE IMAGINILOR...152 BIBLIOGRAFIE...158 ANEXE...166 5

Teză doctorat - INOVARE ŞI IMPLEMENTARE LOCALĂ ÎN PROIECTAREA CLĂDIRILOR DE LOCUIT EFICIENTE ENERGETIC - asist. arh. Eliodor Streza CAPITOLUL 1 INTRODUCERE În urma unei experienţe profesionale practice şi didactice de peste zece ani, m-am confruntat direct cu problematica eficienţei economice, atât la nivel de investiţie cât la nivel de performanţă în utilizarea clădirilor şi în special al eficienţei energetice. O dată cu evidenţierea performantelelor unei clădiri legate de factorul ecologic sau sustenabil aceşti termeni au căpătat popularitate intrând definitiv în toate tipurile de abordări. Aproape că nu există o referire la un proiect fără a adăuga, uneori gratuit, sau doar pentru a atrage atenţia, şi termenul de arhitectură sustenabila, ecologică sau eficientă energetic. Consider că rebuie depăşită această fază de trend, de modă, trebuie să intrăm în profunzimea problematicii şi să conştientizăm că acest lucru poate deveni realitate tangibilă, iar proiectele cu adevărat sustenabile au un potenţial enorm şi pot aduce beneficii economice şi sociale tuturor celor implicaţi în dezvoltarea lor. Arhitecţii au puterea de a realiza clădiri mai ecologice şi sustenabile, iar această atitudine trebuie privită în aşa fel încât ea să devină o normalitate generală. Conceptul dezvoltării durabile, inclusiv al eficienţei energetice poate fi atribuit crizei energetice şi degradării mediului natural din anii 70. Începuturile dezvoltării clădirilor durabile se datorează arhitecţilor, care erau din ce în ce mai preocupaţi de clădiri ecologice, de nevoia şi dorinţa ca acestea să fie cât mai eficiente energetic. Motivele realizării clădirilor durabile ţin în egală măsură de trei factori principali: factorul mediul natural, factorul economic şi factorul social. 6

Sintagma Sustainable Development (dezvoltare durabilă) a fost vehiculată pentru prima dată în World Consevation Strategy (1981); insuşită apoi de Brundtland Report (1987) a devenit conceptul central al documentului O.N.U. Carring for the Earth (1991). Raportul Comisiei Brundtland a dat o definiţie valabilă pentru intreaga planetă:...o nouă concepţie de dezvoltare care să satisfacă nevoile generaţiei prezente fără a compromite nevoile generaţiei viitoare. Trei obiective prioritare au fost urmărite în acst context: - reducerea poluării generate de activităţile oamenilor, în cadrul proceselor evolutive, aşa cum acestea se desfăşoară in prezent; - reconstrucţia ecologică prin realizarea unei stări de echilibru, de stabilitate pentru mediu; - formularea şi implementarea unui tip de proces de dezvoltare economică, socialculturală şi politică evolutiv şi complex în condiţiile menţinerii vieţii pe Terra. Clădirile sustenabile angrenează o largă paletă de metode şi tehnici pentru a reduce şi chiar a elimina impactul asupra mediului şi asupra sănătăţii oamenilor. Când vorbim de clădiri sustenabile, trebuie să ne referim la un întreg proces care include proiectare, construire, utilizare, mentenanţa, postutilizare, reciclare. Acest lucru presupune o cooperare strânsă între arhitecţi, ingineri, designeri de interior, peisagişti şi nu în ultimul rând beneficiari, în toate aceste faze ale proiectului. Construirea unei clădiri sustenabile în baza acestor principii presupune mult mai mult decât realizarea unei clădiri clasice şi aduce preocupări de natură economică, de funcţionalitate, de durabilitate şi de confort. Definiţia standarului pentru casa pasivă presupune trei condiţii: - Consum de energie pentru încălzire şi răcire de sub 15kWh/m2/an sau sarcina specifică de încălzire mai mică de 10W/mp. - Consum total de energie (include tot necesarul de energie necesar şi pentru iluminat şi echipamente, apă caldă) sub 120kWh/m2/an - Etanşeitate crescută a anvelopei, în sensul că nu trebuie să aibă o pierdere mai mult de 0.6 din volumul casei pe oră la o presiune de 50Pa (N/m2) n50<0.6/oră Aceste trei condiţii pe care casa pasivă trebuie să le îndeplinească oferă o definiţie deschisă, care nu blochează soluţionarea la un anumit tip de clădire şi nici la un anumit tip de 7

materiale. Există clădiri pasive de la case unifamiliale şi grădiniţe, până la clădiri comerciale şi fabrici, construite atât cu lemn, beton sau metal. Este evident că aceste standarde sunt îndeplinite în diferite feluri în diferite zone în funcţie de particularităţile fiecăreia, în special de condiţiile de climă şi mediu natural. Casele pasive sunt cele mai avansate clădiri sustenabile. Costurile suplimentare pentru realizarea lor sunt sunt amortizate în câţiva ani, iar pe măsură ce costurile energiei cresc, ele devin tot mai rentabile, amortizându-se şi mai repede. Mergând mai departe, casele pasive au condiţii de ambient constante şi un confort crescut al locuirii, comparativ cu casele care înglobează şi sisteme active: deschiderea unei ferestre are un efect temporar asupra temperaturii şi umidităţii, iar echilibrul este rapid restabilit după închiderea ei. Avantajele acestui tip de clădire sunt deseori completate cu alte aspecte ale proiectării sustenabile (folosirea apelor gri, reciclare, materiale nepoluante), cu sistemele active low-energy, cu sistemele active care folosesc energii regenerabile. Toate acestea combinate pot conduce către clădiri zero energie sau chiar clădiri plus energie. Principalul obiectiv al clădirilor aprope zero energie este reducerea emisiilor de carbon şi reducerea dependenţei faţă de combustibilii fosili, care reprezintă o resursă limitată în timp. Clădirile extrem de performante energetic devin o realitate, într-un context economic în care preţul tehnologiilor tinde să devină mai accesibil pe o scară mai largă, iar costul combustibililor fosili creşte. Aceasta nu înseamnă că în acest moment tehnologiile avansate sunt accesibile la orice nivel, acesta fiind unul dintre principalele motive pentru care clădirile eficiente energetic nu sunt atât de răspândite. PREZENTAREA PE SCURT A CONŢINUTULUI LUCRĂRII În capitolele 2 (Strategii pasive), 3 (Sisteme active low-energy) şi 4 (Energie din surse regenerabile) ale tezei sunt trecute în revistă şi detaliate strategiile pasive, sistemele active low-energy şi sistemele care folosesc energiile regenerabile. Toate acestea conlucrează şi sunt indispensabile pentru realizarea clădirilor sustenabile cu grad mare de performanţă. Tipul sistemelor folosite, numărul lor, modul lor de utilizare şi combinare, definesc exact tipul de clădire care se obţine şi nivelul ei de performanţă, indiferent dacă vorbim de case pasive, de clădiri aprope zero energie (NZEB-nearly zero energy building), de clădiri zero energie (ZEB-zero energy building), zero carbon (ZCB-zero carbon building) sau de clădiri plus energie (PEB-plus energy building). 8

Lucrarea se încheie cu două studii de caz, diferite ca scară de mărime, reprezentate de două proiecte realizate cu o contribuţie personală şi cu o implicare directă ce poate reprezenta o recapitulare şi o aplicare în practică a tuturor cunoştinţelor acumulate în urma cercetării teoretice. Primul proiect este un obiect sanitar multifunţional ce reuneşte în acelaşi modul un vas de toaletă, un rezervor de apă şi un lavoar, care, în ideea economiei consumului şi reutilizării apei gri, colectează în rezervor apa uzată din lavoar şi o foloseşte pentru spălarea toaletei. Al doilea proiect este o locuinţă unifamiliala S+P+2+3R în a carei proiectare obiectivele principale au fost eficienţa energetică şi un cât mai bun răspuns la codiţiile de sit (condiţionări ale mediului natural şi mediului construit). OBIECTIVE ŞTIINŢIFICE ŞI SCOPUL LUCRĂRII Scopul lucrării este conturarea unui răspuns la întrebarea: cum se poate atinge performanţă prin inovare arhitecturală ca răspuns regional în proiectarea clădirilor cu înaltă eficienţă energetică şi mai departe a clădirilor aproape zero energie? Lucrarea de faţă este, în intenţia mea, o schiţă pentru o abordare profesională a arhitectului, pentru o abordare de documentare a beneficiarilor finali şi o chemare la un dialog cu partenerii din echipa interdisciplinara care este de dorit să existe si sa funcţioneze integrat în acest domeniu atât de amplu şi de dinamic. Este o încercare de a aduna şi prezenţa date concrete, până la nivel de detaliu despre un domeniu atât de actual, dar mai puţin cunoscut în profunzime, cu excepţia câtorva specialişti. Publicul larg, chiar şi arhitecţii au deocamdată informaţii parţiale, după ureche, mai mult sau mai puţin reale furnizate în special de comercianţii anumitor tehnologii. Scopul lucrării este acela de a putea fi de folos atât specilistilor direct implicaţi (arhitecţi, ingineri, constructori) dar şi de a putea fi parcursă de nespecialişti, de investitori şi mai ales de beneficiarii şi utilizatorii clădirilor performante. Aceştia din urmă au nevoie de o corectă şi facilă informare pentru atingerea obiectivelor comune. Mă adresez beneficiarilor nu in sensul in care cu aceste informaţii să poată să-şi facă singuri casa, ci în sensul în care să fie conştienţi de avantajele acestor abordari şi în sensul în care să ştie ce să ceară proiectanţilor specialişti sau să accepte propunerile şi sugestiile acestora. Arhitectura a fost dintotdeauna o îmbinare între artă şi tehnologie, dar în contextul actual devine tot mai mult tehnica şi ştiinţă, fapt pentru care nevoia de schimbare şi adaptare devine o provocare pentru toţi cei implicaţi. 9

METODOLOGIA DE LUCRU Volumul de infromaţii în domeniul cercetării şi experimentării în domeniu este imens în ţările avansate. Astfel, cercetarea începe cu o evaluare comparativă şi o analiză critică a bibliografiei din care să reiasă nivelul actual de cunoaştere în domeniu, al cercetării şi al realizărilor similare cu subiectul de cercetare al tezei. Prin studierea bibliografiei se caută concepte teoretice, reglementări, soluţii tehnice existente la momentul actual, care prin natura subiectului abordat în teza vor trebui raportate, adaptate şi implementate la condiţiile sitului, locului, la nivel social, cultural, la nivel de mediu şi clima. Oamenii de teren scriu mai puţin decât cercetătorii. Important este că ei comunică la nivel de realizări concrete, pe teren şi în demersurile profesionale concrete, precum şi în cadrul ştiinţific al conferinţelor şi al învăţământului avansat. Metoda de cercetare descriptivă, care analizează aprofundat diverse studii de caz, este o soluţie viabilă în dezbaterea problematicii. O altă metodă de cercetare este metoda experimentală prin care, modelul teoretic este verificat şi validat prin experiment, demonstrându-i utilitatea. În acest caz, experimentul va fi realizat pe un proiect concret, construit, la a cărei realizare am participat în mod personal. Astfel se poate îndeplini şi acea condiţie de unicitate şi originalitate a cercetării. Se analizează prin diverse simulări modul de comportare a clădirii raportat la analizele teoretice. Simulările pot fi în situaţii ideale, în care clădirea se găseşte în mod frecvent, obişnuit, sau în condiţii absurde, condiţii la limită, aproape imposibile, tocmai pentru reliefarea riscurilor. Metoda de cercetare şi investigare, chiar şi după încheierea acestui ciclu de studiu, trebuie să fie prin continuă analiză, acumulare şi adaptare. Conceptul de Genius-Locci al lui C.N. Shultz poate fi privit ca o metodă de cercetare prin întoarcerea permanentă la origine, la natură, la a lucra cu elementele mediului natural, la a traduce şi reinterpreta natura în folosul mediului artificial, construit, la fel cum au făcut acum mii de ani grecii şi romanii. 10

CAPITOLUL 2 STRATEGII DE ARHITECTURĂ PASIVĂ Strategiile de arhitectură pasivă sunt sisteme care minimizează sau evită consumul de energie şi evită folosirea noilor tehnologii active. Reprezintă premiza fundamentală pentru clădirile (aproape) zero energie şi au un puternic impact asupra formelor şi detaliilor arhitecturale. Utilizarea startegiilor pasive nu au doar efect energetic, ci şi oferă ocazia arhitecturii de a exprima energia locului şi programului, făcând legătura dintre construit şi mediu natural, atât pe plan estetic cât şi funcţional. Strategiile pasive sunt definite de utilizarea arhitecturii şi mediului natural pentru a produce încălzire, răcire, ventilare şi lumină. Astfel, sursele de energie pasivă sunt elementele mediului natural: soarele, vântul, pământul, apa. Un alt mod de definire este folosirea arhitecturii pentru a colecta energie gratuită din mediu natural. Acest lucru face posibil ca mediu interior să aibă o calitate deosebită din directa legătură cu resursele naturii. Obiectivul clădirilor (aproape) zero energie este acela de satisface toate nevoile ocupanţilor clădirii folosind numai strategiile pasive. Totuşi, este adevărat că datorită dinamicitaţii lor, strategiile pasive nu sunt suficiente, sau nu pot face faţă unor anumite condiţii de mediu şi atunci este necesară compensarea cu sistemele active. ARHITECTURA VERNACULARĂ RESURSĂ DE ELEMENTE PASIVE Elemente de arhitectură pasivă există încă din cele mai vechi timpuri din simplu motiv că tehnologiile active lipseau, iar nevoile de confort ale locuirii erau similare. Arhitectura vernaculară se bazează pe nevoile şi materialele de construcţie locale, fiind influenţată de tradiţiile, cultura şi clima locului. De asemenea, arhitectura vernaculară, arhitectura fără arhitect, evoluează în timp şi reflectă nivelul tehnologic şi contextul istoric în care există. Elementele de strategii pasive putem găsi în: casa tradiţională românească, casele italiene, casele mediteraneene, casa arabă, corturile indienilor americani, iurta mongolă, arhitectura îngropată ( locuinţele americane de tip Pueblos, casele troglodite) 11

Cunoştinţele inerente şi atemporale din arhitectura vernaculară rămân cheia viitorului, a unei proiectări responsabile, furnizând bazele unor iniţiative eco-tehnologice, care poate într-o bună zi, vor diminua folosirea tehnologiilor (sistemelor mecanice active) care au devenit periculos de mult utilizate. Elementele desprinse din precedente vernaculare consacrate sunt baza pentru viitoarele strategii pasive care pot duce către o direcţie favorabilă a retrezirii memoriei contextului, a identităţii culturale şi la echilibrul între om şi mediul său înconjurător. Pentru arhitecţii contemporani, folosirea elementelor tradiţionale vernaculare este la fel de importantă ca folosirea tuturor tehnicilor pasive inovatoare dezvoltate să medieze între clima (exterior) şi interiorul clădirilor. Aceasta nu presupune respingerea tehnologiilor moderne, ci indică o cale de urmat. STRATEGII DE PROIECTARE PASIVĂ 1 Efectul de masă termică se bazează pe căldura potenţială absorbită de elementele construcţiei. Această căldură înmagazinată în timpul zilei poate fi eliberată, prin convecţie, spaţiului interior pe timpul nopţii. 2 Descărcarea termică pe timpul nopţii (night purge ventilation sau night flushing ) În timpul zilei elementul de masă termică absoarbe căldura, iar în timpul nopţii este răcită de aerul exterior. 3 Utilizarea energiei termice a pamantului procedura prin care zone sau echipamente îngropate ale unei clădiri beneficiază de masa termică a pământului care are o temperatură constantă de la o anumită adâncime (în funcţie de clima). 4 Super-izolarea termică a anvelopantei Anvelopanta, ca strat intermediar între mediul natural exterior şi spaţiul interior al cladirii, joacă un rol major din punctul de vedere al integrării stategiilor pasive. 5 Etanşeitatea anvelopantei asigură rezistenţa clădirii la orice trecere de aer de la interior spre exterior sau de la exterior spre interior. O circulaţie excesivă a aerului de la interior la exterior sau invers duce la un consum ridicat de energie. 6 Umbrirea este una dintre cele mai vechi şi eficiente strategii de răcire pasivă. 7 Încălzirea din radiaţia solară directă (prin ferestre) sau prin acumularea de masă termică ( prin convecţie) 12

În funcţie de climă şi sistemul constructiv, împreună cu o încărcare termică interioră mică se pot câştiga perioade în care să fie nevoie doar de încălzire solară. Putem spune că sunt trei tehnici de acumulare de căldură din radiaţia solară: prin radiaţia solară directă, prin acumulare de masă şi prin folosirea serelor. 8 Ventilaţia naturală este un mod simplu de a introduce în interior aer rece şi proaspăt din exterior. 9 Ventilaţia naturală de tip hibrid este realizată cu ajutorul suplimentar al unor ventilatoare şi chiar dacă presupune şi un consum de energie electrică este totuşi un mod foarte economic de a suplimenta şi eficientiza ventilaţia naturală. Ventilatoarele pot prelungi timpul de funcţionare a acestui tip de strategie pasivă. 10 Colectoare solare perforate sunt un sistem pasiv compus din panouri de tablă neagră ondulată şi perforată, montat pe faţade (în general faţada sud) cu un strat de aer între el şi perete. 11 Căldura din surse interioare este un fenomen prezent în orice clădire şi este degajată de ocupanţi (corpurile umane), de echipamente şi de sistemul de iluminat. 12 Răcirea prin evaporare este eficentă în climatele calde şi uscate. Pe măsură ce apa se evaporă se pierde energia din aer şi scade astfel temperatura. Acest principiu poate fi folosit ca un sistem low-energy împreună cu o răcire mecanică sau ca sistem pasiv împreună cu un turn de răcire. Aceasta presupune difuzarea de apă în partea de sus a turnului răcind aerul care coboară astfel gravitaţional în interiorul clădirii. 13 Dezumidificarea pasivă este eficentă în climatele calde şi cu umiditate mare. Umiditatea mare este factorul care cauzează disconfortul. Funcţionează similar cu răcirea prin evaporare, dar pe măsură ce apa este extrasă din aer temperatura acestuia creşte. 14 Lumina naturală a fost dintotdeauna una dintre preocupările principale ale arhitecţilor care au căutat valorificarea şi îmbinarea ei cu arhitectura în cele mai spectaculoase moduri. Lumina este considerată unul din materialele de construcţie ale arhitecturii la fel ca lemnul, piatra, betonul, sau sticla. Calitatea luminii variază geografic, iar tocmai acestă unicitate şi dinamică adăugă frumuseţe şi complexitate arhitecturii. Curenţii de aer interiori clădirii sunt parte importantă a strategiilor pasive şi conduc la realizarea unor elemente structurale integrante cum ar fi: turnuri de vânt, turnuri 13

solare sau turnuri umede de răcire răcire adiabatică. Aerul şi căldura fucnţionează interconectat deoarece aerul transportă căldura cu ajutorul diferenţelor de temperatură şi presiune. Managementul apei devine din ce în ce mai mult un punct critic şi fiecare utilizator poate juca un rol important în reducerea consumului în mod direct sau prin reutilizarea apei gri. La fel ca în cazul energiei, o simplă schimbare de comportament şi stil de viaţă se poate traduce în economisire. Cu toate acestea, mulţi experţi sunt de părere că în prezent este mai eficient să reducem consumul de apă în loc să reciclam apa uzată. Apa este parte a strategiilor pasive de răcire şi încălzire prin buna ei capacitatea de stocare termică sau prin utilizare fenomenului de răcire adiabatică. Vegetaţia este unul dintre cele mai la îndemână elemente ale strategiilor pasive. Folosită în cele mai diferite moduri (vegetaţie existentă, vegetaţie propusă prin proiect, vegetaţie înaltă sau joasă, faţade şi acoperişuri verzi) poate asigura un confort crescut utilizatorilor clădirilor prin umbrire, protecţie la vânt, protectie împotriva zgomotului şi poluării. Geometria clăirii Toate strategiile pasive funcţionează impunând anumite condiţionări ale spaţiului interior, unde sunt aplicate, iar acest lucru se reflectă direct în configurare planimetrică şi volumetrică a clădirii. O analiză amănunţită ajută să maximizăm tot ce putem obţine din condiţiile de mediu şi climă locale, fapt ce generează un impact direct asupra volumului şi geometriei clădirii. Următoarele elemente sunt de luat în calcul în definirea geometrică a clădirilor: - Orientarea clădirii (după punctele cardinale) - Poziţionarea clădirii după direcţia vântului - Raportul dintre aria pereţilor şi volumul interior - Forma clădirii în plan şi configurarea spaţială Atriumul poate deveni un microclimat benefic reducerii de energie şi utilizatorilor clădirii. O varietate de atriumuri (de exemplu atriumul central, atriumul spinal, atriumul pasaj) sunt folosite ca puţuri de lumină sau turnuri de ventilaţie, dacă sunt gândite atent, ca parte integrantă, de la începutul proiectului. Astfel putem vorbi de spaţiul versatil, spaţiul 14

tampon, spaţiul comunicant, spaţiul multifuncţional, microclimat interior, cute interioră, turnuri de vânt, turnuri solare. - Zonificarea termică a clădirii se referă la organizarea strategică a spaţiilor în aşa fel încât să beneficieze termic în raport cu exteriorul, în raport unele faţă de altele şi în funcţie de necesarul funcţiunii interioare. - Zonificarea iluminatului natural - Culoarea anvelopantei are un rol important în estetica clădirii și este influenţată de startegiile pasive. Albedo sau coeficientul de reflexie, este parametrul reprezentat in procente ca raport dintre radiaţia reflectată şi radiaţia iniţiala incidenta pe aceeaşi suprafaţă. Proiectarea ecologică (pasivă) este arta de a ne reconecta cu frumoasa lume în care am evoluat milioane de ani. Acea lume nu trebuie reconstruită, ci redezvaluită. Pentru aceasta, mai mult deât să cercetăm, trebuie să redescoperim lucrurile vechi şi uitate. David Orr, The Nature of Design CAPITOLUL 3 SISTEME ACTIVE LOW-ENERGY Proiectarea tehnologiilor şi sistemelor eficiente energetic (sistemele active) pentru o clădire (apropae) zero energie se face în completarea şi în paralel cu sistemele pasive şi ca un răspuns la mediul climatic exterior. La fel ca şi sistemele pasive care servesc ca bază pentru încălzire, răcire, ventilaţie şi însorire, sistemele active sunt şi ele integrate cu energiile regenerabile ale sitului, ale locului unde se va construi clădirea. Pentru majoritatea clădirilor nu putem să ne aşteptăm să folosim şi să fie suficiente doar sistemele pasive pentru atingerea necesarului de confort interior. Sistemele active de iluminat, încălzire, ventilaţie şi răcire (denumite şi la noi cu termenul împrumutat HVACheating, ventilation and air conditioning) sunt necesare pentru obţinerea confortului interior când sistemele pasive nu asigura singure aceste necesităţi. Energia consumată de sistemele active reprezintă între 50% -70% din energia necesară clădirii. Pentru o clădire (aproape) zero energie este imperativ necesar să reducem energia consumată de sistemele active. Obiectivul ar fi atingerea unei reduceri de 40%-60% din cosumului de energie. 15

Principala provocare a unei clădiri aproape zero energie este integrarea optimă a sistemelor pasive cu sistemele active şi cu sistemele de energie regenerabilă. Revoluţia şi evoluţia spectaculoasă a clădirilor ecologice au dat naştere unor game variate şi inovatoare de sisteme şi tehnologii. Fiecare dintre acestea folosite judicios pot reprezenta elemente importante pentru reducerea consumului de energie. Astfel, ne putem referi la următoarele sisteme active low-energy : - Răcirea şi încălzirea radiantă Sistemele de răcire/încălzire radiantă circulă apa prin conducte care pot fi montate în tavane, în pereţi şi în pardoseală. Avantajul apare la durata de folosre mai îndelungată şi la consturile mult mai mici de întreţinere şi mentenanţă. Folosirea temperaturilor joase, apropiate de temperatura necesară încăperilor, aduce şi un confort termic utilizatorilor care percep radiaţia termică uniform distribuită de pe o suprafaţă mai mare - Preluarea energiei termice subterane este o metodă inovatoare pentru reducerea consumului de energie a unei clădiri, indiferent dacă vorbim de energia pământului sau a apelor subterane (pompa de căldură sau încălzirea sau răcirea aerului prin circularea aerului prin tubulaturi subterane de diametru mare). Pământul este o sursă de energie atractivă în comparaţie cu temperatura exterioară a aerului deoarece oferă o temperatură constantă la o anumită adâncime. - Sisteme informatice integrate în clădirea inteligentă Sistemul de management al energiei (E.M.S. - energy management systems) este un computer cu un software specializat care controlează consumul de energie al echipamentelor folosind schimbul de informaţii primit de la fiecare şi asigură modul de lucru eficient, productiv şi flexibil al clădirii. De cele mai multe ori E.M.S. este integrat cu sistemul de protecţie la incendiu şi sistemele de securitate. - Redurecrea consumului de energie al sistemului de iluminat şi al motoarelor de angrenare ale echipamentelor - Sistemul de control al iluminatului este un important factor de reducere a consumului şi în mod ideal ar trebui să răspundă în mod integrat, în funcţie de două principii de bază: detectarea modului şi gradului de ocupare al clădirii de către utilizatori şi aprinderea sau stingerea luminilor în funcţie de prezenţa sau absenţa acestora; reglarea gradată a luminii artificiale până la stingerea sau aprinderea totală în funcţie de sistemul de iluminat natural. 16

- Ventilaţia cu aport de aer proaspat si recuperare de caldura este un sistem de ventilaţie care recuperează energie termică, din aerul interior viciat care se evacuează, folosind un echipament numit recuperator de căldură. - Răcirea prin evaporare este un fenomen natural explicat prin cel mai comun exemplu: transpiraţia corpului uman care prin evaporare absoarbe căldura răcind corpul. Principiul fizic care stă la baza acestui fenomen este acela că apa are nevoie de căldură pentru a-şi schimba forma din lichid în vapori. - Răcirea prin absorţie este principiul prin care un sistem de răcire funcţionează utilizănd o sursă de căldură (energie solară, energie fosilă, căldură recuperată din alte sisteme tehnologice sau chiar căldura furnizată de reţelele publice de distributţi). - Recuperare de căldură din apa caldă menajeră uzată Aici ne referim la procedeul prin care se poate recupera energie termică din apa caldă menajeră deja folosită, în special în timpul duşului. Aceasta presupune un schimbător de căldură apă-apă montat pe conductele de evacuare a apei uzate. - Controlul umidităţii si dezumidificarea pasivă Umidificarea este procesul artificial de reglare a umidităţii spaţiilor interioare. Când aerul interior devine prea uscat, umiditatea este atrasă din materialele din interiorul spaţiului cum este mobilierul, materialele textile, plantele şi chiar oamenii. Umiditatea scăzută nu este doar inconfortabilă, ci ea poate afecta negativ materialele şi echipamentele, poate genera electricitate statică cu efectele ei negative. - Stocarea sezonală a energiei termice Stocarea sezonală a energiei termice se referă la stocarea acesteia pentru perioade mai lungi, de până la câteva luni. Acestă energie poate fi colectată în perioadele în care este disponibilă, stocată şi apoi folosită atunci când este nevoie, de obicei în sezoane climatice opuse. - Sisteme active low-energy integrate în anvelopantă Sitemele active low-energy pot fi integrate atât în zona de plin cât şi în zonele vitrate ale anvelopantei faţadelor. Dacă în cazul strategiilor pasive, anvelopanta, ca strat intermediar între interior şi exterior, presupune o cât mai bună izolare a spaţiului interior faţă de condiţiile mediul naturl exterior (super izolare termică şi o cât mai mare etanşeitate) în cazul sistemelor active lowenergy, devine suplimentar, suport pentu aceste sisteme şi echipamente. 17

Faţada solară este o soluţie eficientă, ieftină şi uşor de montat care funcţioneză pe acelaşi principiu ca un colector solar clasic. Mediul de transfer al căldurii este o soluţie din apă şi glicol circulat printr-o reţea de conducte din cupru aflate în spatele finisajului absorbant de radiaţie solară (închis la culoare) al faţadei. Faţadele, terasele şi acoperişurile verzi oferă o mai bună calitate a aerului, reduc zgomotul, cresc izolarea termică şi aduc lângă şi în mediul construit frumuseţea autentică a naturii. Utilizatorii acestor tipuri de clădirii apreciază vitalitatea pe care faţadele verzi, aceste peisaje vii, o aduc în mediul unde ei locuiesc, lucrează sau se recreează. Faţadele verzi pot să maximizeze spaţiul verde al unei clădiri cu minimum de suprafaţă construită şi chiar să aducă verdele naturii acolo unde alte soluţii nu ar permite. Faţadele verzi oferă avantaje economice, ambientale şi psihologice. Faţadele inteligente interactive răspund în mod inteligent şi eficient la schimbările survenite în exterior (se adaptează condiţiilor de mediu) în raport cu nevoile de performanţă din interior (parametrii de confort în funcţie de preferinţele utilizatorilor), şi asigură condiţii optime de vizibilitate şi de confort termic, exploatând sursele naturale de energie pentru iluminare, încalzire şi ventilaţie, în acelaşi timp economisind energie comparativ cu tehnologiile convenţionale. Proiectarea faţadelor inteligente (zone vitrate sau opace) este un proces tot mai complex, deoarece faţadele trebuie integrate cu sistemele HVAC şi sistemul centralizat de control şi management al cladirii, iar parametrii de confort şi performaţă nu mai pot fi analizaţi individual, pe elemente componente ale faţadei (de exemplu factoul U al vitrajului) ci trebuie analizatţi şi raportaţi la întreaga cladire ca ansamblu. CAPITOLUL 4 ENERGIE DIN SURSE REGENERABILE Integrarea şi utilizarea energiilor din surse regenerabile a devenit o obligaţie în condiţiile în care combustibilii sunt resurse limitate şi poluante cu efecte negative asupra stratului de ozon şi apoi asupra condițiilor climatice. Energiile regenerabile pot fi folosite în diverse moduri într-o clădire (aproape) zero energie. Energiile şi modul în care sunt aplicate necesită o analiză profundă a mai multor variabile: energii disponibile, energii necesare cerute de tipul de clădire şi mai ales cele 18

furnizate de condiţiile de loc. Totul trebuie să luat în calcul încă din fazele incipiente ale proiectului şi trebuie dirijat spre obiectivul final propus. Energiile regenerabile pot fi obţinute din energie solară (panouri fotovoltaice, panouri solare), din forţa vântului (turbine eoliene), din energia cinetică a apei, din energia pământului (geotermală), din biomasă şi din celule de combustibil (hidrogen sau alt combustibil). Disponibilitatea acestor surse variază continuu, iar radiaţia solară este de departe cea mai mare sursa de energie care va continua să existe, raportat la scara umană a timpului, multă vreme de aici încolo. - Panouri fotovoltaice transformă radiaţia solară în electricitate. Faptul că acest fenomen generează electricitate silențios, nepoluant şi dintr-o sursă infinită, cumulat cu o largă plajă de aplicaţii, îl transformă într-un proces fascinant. - Panouri termice solare Radiaţia solară este o importantă sursă de energie termică şi poate fi folosită pentru încălzirea lichidelor din colectoarele termice, care apoi încălzesc apa menajeră, clădirea sau chiar pot genera electricitate (vaporii de apă încălziţi solar pot antrena turbine). Energia solară termală poate fi folosită chiar şi pentru răcire prin intermediul unor chillere de absorţie. - Energia eoliană, bazată pe energia cinetică a vântului, este o importantă resursă regenerabilă oriunde în lume, zi şi noapte atât timp cât bate vântul. Energia din vânt poate fi complementară energiei solare deoarece chiar dacă este tot o sursă intermitentă, este disponibilă în mod diferit faţă de cea solară. - Energia hidro, obţinută prin utilizarea apei, reprezintă o extraordinară sursă de energie. Circuitul apei în natură, mişcarea gravitaţională a apei şi mişcarea valurilor sunt surse de energie cinetică. De asemenea apa poate fi o sursă de energie termică datorită energiei solare absorbită şi stocată. Oceanele de exemplu sunt atât surse de energie termică, dar şi cinetică (mişcarea valurilor poate fi valorificata pentru producerea electricităţii). - Energia geotermală provine energia termică a pământului. Imediat sub suprafaţa terestră, în funcţie de regiune, temperatura solului este constantă undeva între 10-15 grade Celsius. Această sursă foarte accesibilă de energie este folosită atât în sistemele de încălzire cât şi în cele de răcire. Mai departe, la o adâncime mai mare, se pot găsi rezervoare de apă sau de vapori la temperaturi ridicate în special în zone cu activiati vulcanice unde magmă firbinte ajunge mai aproape de suprafaţă. 19

- Energia din biomasă Biomasa este o sursă de energie diversă, derivată din materiale biologice şi organice. Este considerată o sursă regenerabilă deoarece se bazează pe reziduurile din plante ca sursa principală uşor de obţinut. Există mai multe surse de biomasă: deşeuri menajere organice, resturi de plante rezultate din alte industrii (din prelucrarea lemnului), plante cultivate special pentru a deveni biomasă, produse acvatice cum ar fi algele, deşeuri din agricultură şi creşterea animalelor, deșeuri industriale, deşeuri din explorările forestiere. - Celulele de combustibil generează energie, fără combustie, pe baza unui proces electromecanic folosind oxigen şi un alt combustibil (hidrogen). Procesul este mult mai eficient decât motoarele sau turbinele convenţionale. Pe lângă energia electrică, acestea au ca rezultat secundar apă şi căldură. Hidrogenul este un combustibil care poate fi produs la scară mică sau mare, poate fi stocat şi transportat. Pentru a fi corect utilizat, în zona energiilor regenerabile trebuie ca hidrogenul să nu fie produs folosind combustibili fosili (neregenerabili). Important de urmărit, în cazul tehnologiilor, este eficiența acestora raportată la preţul de achiziţie şi, ca parte din acesta, energia înglobată, adică costul necesar fabricării acestor echipamente de la materie primă, fabricaţie şi transport, până la montajul în locul de funcţionare. Toate aceste echipamente sunt în general montate în exteriorul clădirii şi reprezintă volume mai mici sau mai mari care sunt prezente în volmetria clădirii. Una dintre provocările şi dificultăţile designului exterior este rezolvarea integreararii acestora. De această problemă au devenit conştienţi chiar şi producătorii, care au început să furnizeze echipament tot mai uşor de integrat în faţadele clădirii. Este absolut necesară găsirea unui limbaj nou, comun între arhitectura de calitate şi exigentele tehnologiilor, ce trebuie integrate pentru obţinerea eficienţei energetice. Detaliile arhitecturale, tehnologice, constructive şi de montaj trebuie să lucreze împreună pentru obiectivul final. Este esenţial ca designul tehnologiilor regenerabile să urmărească integrarea atât funcţională cât şi estetică în componenţa clădirilor, această preocupare fiind tot mai prezentă în dezvoltarea noilor produse. În mod uzual, într-o clădire întâlnim o îmibinare a sistemelor pasive, active lowenergy şi regenerabile. De la aceste sisteme individuale, prin combinarea lor în funcţie de caz şi necesităţi, se obţin o multitudine de soluţii particularizate pentru fiecare clădire în parte. 20

Ca o concluzie a capitolelor 2 (Strategii pasive), 3 (Sisteme active low-energy) şi 4 (Energie din surse regenerabile), se pot sintetiza paşii de urmat pentru realizarea unei clădiri eficiente energetic. În funcţie de modul de integrare şi de rigurozitatea urmăririi acestor etape rezultatul poate fi o clădire aproape zero energie (NZEB-nearly zero energy building), o clădire zero energie (ZEB- zero energy building), o clădire zero carbon (ZCB- zero carbon building) şi chiar o clădire plus energie (PEB-plus energy building). 1. Definirea temei de proiectare în cadrul programului arhitectural ales 2. Analiză climă,sit şi raportarea la necesităţile proiectului 3. Definirea volumetrică, orientarea şi dezvoltarea microclimatului local 4. Super-izolarea anvelopantei 5. Integrarea strategiilor pasive 6. Integrarea sitemelor active low-energy 7. Managementul centrlizat al sarcinior energetice 8. Integrarea sistemelor de energie regenerabilă CAPITOLUL 5 STUDII DE CAZ - CERCETARE PRIN PROIECTARE În acest capitol se analizează două proiecte, relizate cu participare personală, şi anume Obiect multifuncţional (lavoar, depozitare, rezervor apa, toaletă) şi Locuinţă unifamilială S+P+2+3R. Am ales să fac acest lucru pentru că cele două proiecte arată că preocuparea pentru economia de energie şi resurse (în acest caz, apa) poate să fie prezentă la fel de bine indiferent de scara lucrurilor, indiferent dacă vorbim de un obiect funcţional şi de mobilier sau dacă vorbim de o clădire întreagă, o locuinţă cu o suprafaţă generoasă, peste medie, în acest caz. În acelaşi timp, cele două proiecte sugerează faptul că elementele de design şi estetică interioară sau exterioară nu sunt neglijate şi nu cad pe un plan secundar atunci când elementul principal urmărit este eficienţa economică şi energetică. 21

Obiect multifuncţional ( lavoar, sertar depozitare, rezervor, toaletă) Acest proiect a fost prezentat în cadrul unui conscurs iniţiat de o firmă ce produce şi comercializează obiecte sanitare şi unde a obţinut o nominalizare. Ideea de a obţine un obiect cât mai compact şi flexibl în cadrul amenajării unei băi s-a îmbinat cu ideea de a folosi apa evacuată din lavoar pentru necesarul toaletei. Acest lucru se realizează prin acumularea apei din lavoar într-un rezervor cilindric în jurul caruia pivotează toate celelalte segmente (lavoarul si modulul din zona centrală prevăzut ca spaţiu de depozitare). Locuinţă unifamilială S+P+2+3R Ca o continuare firească a cercetării teoretice voi prezenta în continuare un studiu de caz, care constă în analizarea unei clădiri proiectate şi executate chiar în intervalul în care s- a desfăşurat şi studiul doctoral, adică în perioada 2012-2014. La realizarea acesteia am participat în calitate de autor pe specialitatea arhitectură şi în calitate de manager de proiect. Consider că a fost o oportunitate deosebită de a putea pune în practică toate cercetările teoretice acumulate şi de a analiza în mod concret modul de implementare într-un proiect real, cu tot ce presupune aceasta. Mă refer aici la răspunsul dat temei de proiectare conturată cu aportul beneficiarului, la proiectarea interdisciplinară cu celelalte specialităţi (structură şi instalaţii), la cercetarea pieţei pentru achiziţionarea materialelor de construcţie şi a echipamentelor, la implementarea şi execuţia în şantier şi nu în ultimul rând, la urmărirea şantierului pe toată perioada de desfăşurare. Clădirea în cauză este o locuinţă unifamilială situată în Bucureşti, realizată izolat pe teren şi cu un regim de înălţime de S+P+2+3R. Prezentare generală tema de proiectare Tema de proiectare discutată şi realizată de comun acord împreună cu beneficiarul, se referea la realizarea unei locuinţe unifamiliale care pe lângă condiţiile de eficienţă funcţională să îndeplinească şi condiţia de a atinge o eficienţă energetică cât mai ridicată. După aceste discuţii preliminare, au intervenit în calcule condiţionările date de terenul ales pentru viitoarea clădire şi anume: suprafaţa şi forma terenului, condiţionări urbanistice, condiţionări de context şi vecinătăţi, condiţionări legate de punctele cardinale şi însorire, condiţionări legate de vegetaţia exitenta pe teren şi pe terenurile adiacente şi nu în ultimul rând, condiţionări ale zonelor cu vedere spre privelişte. 22

Provocarea proiectului devine astfel realizarea unei locuinţe care să reuşească să îmbine simultan, în cel mai eficient mod, toate aceste cerinţe. În acelaşi timp, s-a urmărit valorificarea la maxim a terenului, aflat pe o stradă puternic şi neomogen construită, menţinând în acelaşi timp intimitatea faţă de vecinătăţile aglomerate. Configurare spaţial-volumetrică Dimensiunea mică a terenului raportată la necesarul de suprafeţe dat de tema de proiectare, cât şi contextul urbanistic au condus la o dispunere a funcţiunilor pe verticală într-un volum de înălţime S+P+3R care devine un open-space tridimensional prin dispunerea etajelor la jumătate de nivel şi prin permanenta comunicare între ele a diferitelor zone ale casei. Evitarea vecinătăţilor şi eficientizarea iluminării naturale a fiecărei încăperi au condus la o planimetrie în formă de clepsidră, având ca punct central şi de legătură scara fără contratrepte şi ascensorul cu pereţi de sticlă, care aduc lumina până în centrul casei la toate nivelurile. În felul acesta, nici o încăpere nu este direct orientată către vecini şi în acelaşi timp, beneficiază de lumină naturală în funcţie de traseul soarelui. Jumătatea din spate a casei primeşte lumina de sud-est, iar jumătatea dinspre stradă primeşte atât lumina directă dinspre est, cât şi lumina de sud-vest după-masă. Casa scării, ca nod central şi vertical, primeşte lumină permanent prin partea superioară (zona de acces la ultimul nivel de terasă tehnică) pe toată durata zilei. În această configurare volumetrică, 90% din vitraje se afla orientate sud-est şi sudvest şi doar 10% se afla pe orientare nord (evită pierderi de căldură) şi pe orientare vest (evită acumularea de căldură în interior de pe orientarea vest, orientare cu cea mai puternică radiaţie solară). Pe faţadele nord şi vest sunt aplasate toate ferestrele băilor şi holurilor de circulaţie. Decroşul volumetric realizat în faţadă sud-vest are un dublu rol: pe lângă faptul că rezolvă problema însoririi şi iluminării naturale, creează o zonă de terasă adiacentă livingului, care atenuează faptul că zonă de zi nu are o legătură directă cu curtea. Scara şi liftul, amplasate central în planimetria casei, devin un turn de ventilare naturală prin evacuare în partea de sus la ieşirea pe terasă (pe lângă rolul de iluminare pe toată verticala casei). 23

Un rol importat în studierea însoririi şi umbririi saptiilor îl are şi vegetaţia, atât cea existentă pe terenurile vecine, cât şi vegetaţia propusă şi introdusă special în acest scop prin proiect. Vegetaţia propusă prin proiect este prezentă în două modalități. Prima se referă la terase înverzite, iar cea de-a doua se referă la perdele de vegetaţie verticale pentru umbrire. Datorită faptului că procentul de ocupare al terenului este mare, proiectul propune compensarea lipsei suprafeţei de curte cu amenajarea unor terase pe toată înălţimea clădirii. Astfel regăsim o terasă la etajul 1 ce deserveşte livingul şi diningul şi terasa mult mai generoasă de la etajul trei ce deserveşte zona de relaxare şi zona de spa. Pe fiecare dintre aceste terase sunt amenajate zone parţiale de gradină înverzită. Cealaltă modalitate prevăzută de proiect de a aduce vegetaţie în jurul casei este realizarea unor perdele verticale de verdeaţă cu un sistem de umbrire format dintr-o strucutura metalică cu balcoane din grătare metalice care spre stradă, păstrând aliniamentul, sunt închise cu plasa de inox pe care vor creşte plante căţărătoare (iederă, deja plantată). Aceasta perdea de verde, pe lângă rolul de a obţine o anumită intimitate pentru interiorul spaţiilor, are şi rol de protecţie împotriva prafului de pe o stradă, care deşi are o lăţime mică, este intens circulată, fiind o variantă de a evita traficul de pe arterele principale. Preocuparea deosebită pentru a aduce cât mai mult verde în jurul casei a dat roadele scontate şi pe lângă rolurile funcţionale, practice (umbrire, răcoare, bariera împotriva prafului), vegetaţia inundă casa pe toată înalţimea şi creează o atmosferă plăcută de grădină într-o zonă urbană puternic construită. Anvelopanta clădirii a avut parte de asemenea o atenţie deosebită prin proiect. Zonele de faţadă pline sunt compuse din zidărie cu goluri eficienta termic de 30cm sau din diafragme de beton armat de 30cm. Ambele configuraţii sunt termoizolate cu vată minerală bazaltica de 16cm. Zone vitrate sunt de calitate superioră cu înalt grad de protecţie termică şi solară (tâmplăria de aluminiu şi sticlă tripan cu azot) Elementele de arhitectură pasivă au dublu rol atât funcţional cât şi estetic, ele făcând parte din anvelopanta şi designul exterior al clădirii, participând direct la atmosfera creată în jurul clădirii. 24

Pe lângă rolul de element de arhitectură pasivă, acest ansamblu oferă o imagine arhitecturală deosebită, aducând o zonă de vegetaţie adiacentă atât spaţiului interior, cât şi celui exterior, în condiţiile unei străzi puternic construite. Suplimentar strategiilor pasive puse în valoare în configurarea clădirii au fost integrate sistemele active low-energy şi sistemele de producere a energiei termice din surse regenerabile. Pentru a sinstetiza, enumăr pe scurt toate aceste strategiile, sisteme şi tehnologii utilizate în proiectul studiat. STRATEGII DE ARHITECTURĂ PASIVĂ: 1. Planimetrie şi configurare spaţială în funcţie de însorire şi punctele cardinale 2. Umbrirea zonelor vitrate de pe faţada sud-est balcoane metalice protejate cu plasă de inox cu perdea de plante căţărătoare. 3. Umbrirea terasei superioare de la ultimul nivel al zonei de relaxare 4. Zone vitrate de calitate superioră cu înalt grad de protecţie termică şi solară (tâmplăria de aluminiu şi sticlă tripan cu azot) 5. Termoizolarea exterioară generoasă (16 cm vată bazaltică) 6. Ventilaţia naturală casa scării ventilată la partea superioară 7. Casa scării şi puţul liftului adiacent funcţionează ca turn termic nod central 8. Casa scării şi puţul liftului adiacent funcţionează ca element de iluminare naturală 9. Terasele necirculabile sunt acoperite cu pietriş alb pentru a reflecta radiaţia solară SISTEME ACTIVE LOW-ENERGY utilizate în proiect: 1. Pompă de căldură (dublată de centrală termică cu combustibil gaze naturale) 2. Încălzire şi răcire radiantă în pardoseală 3. Încălzire şi răcire radiantă prin pereţi şi tavane 25

4. Ventilaţie cu aport de aer proaspăt şi schimbător de căldură 5. Panouri solare 6. Dezumidificare zona spa 7. Generator electric (în special pentru pomapa de căldură, dar şi pentru iluminat) 8. Iluminat eonomic cu LED 9. Control centralizat al întregului sistem prin B.M.S. (building management system) În finalul studiului de caz au fost analizate consumurile casei pentru întreţinere pe parcursul anului 2014 (ianuarie-octombrie) de unde a rezultat un consum de gaze naturale de 41.82kWh/mp/an şi un consum de enrgie electrică de 5.35 kwh/mp/an. Comparaţia casei, prezentată ca studiu de caz, cu cele două case realizate în sistem clasic este relevantă în momentul în care comparăm şi suprafeţele acestor case. Cele două case au o suprafaţă utilă în jur de 300mp în timp ce casa Alexandrina are o suprafaţă de 626,4 mp utili (835mp construiţi) iar consumurile şi costurile generate pentru întreţinere (electricitate şi gaze naturale) sunt evident în avantajul casei studiate (întreaga analiză de calcul este prezentată în tabele şi anexe). Au fost formulate şi câteva îmbunătăţiri posibile ale configurării actuale a clădirii care să sporească eficiența energetică şi reducerea consumurilor de apă: panouri fotovoltaice; mai multă termoizolare termică; iluminatul economic cu LED pentru toate corpurile de iluminat; mai putină suprafaţă vitrată; colectarea apei de ploaie şi refolosirea ei pentru udat grădina; colectarea şi reciclarea apei uzate menajere (utilizarea apei gri). Răspunsul pentru o casă performantă şi eficentă energetic poate fi folosirea maximizată a strategiilor pasive şi folosirea unor sisteme active minimale la preţuri scăzute ( din inovare şi progres tehnologic). Pe parcursul utilizării casei vom monitoriza modul de comportare al clădirii şi vom realiza un studiu mai amănunţit şi pe o perioadă mai lungă de timp al costurilor de întreţinere şi costurilor energetice, care sperăm să confirme şi să justifice modul de proiectare şi implementare al tuturor sistemelor pasive, sitemelor de low-energy şi sistemelor de energie regnerabilă folosite. 26