Соларен десетобой

За десет дни, центърът на Мадрид беше строителна площадка на участниците в първия Европейски соларен десетобой. 17 университетски отбора от 7 държави и 3 континента представиха концепциите си за енерго-ефективна еднофамилна сграда пред зоркия поглед на испанската общественост и 18-членното международно жури.

Вълнуващо, но изтощително - така описват участието си в първия Европейски соларен десетобой студентите от 17-те отбора в надпреварата. В продължение на две години, всеки от екипите трябваше да развие предварително прототип за енерго-ефективна сграда, който да представи на конкурса в Мадрид. Предварително проектираните и произведени сгради се сглобяват по протежението на „Слънчевата алея” (Villa Solar), създадена в сърцето на Мадрид за да приюти всички участващи сгради. Целият процес е отворен за широката публика, популризирайки енерго-ефективните сгради и системи - Villa Solar е посетена от над 190 000 души.

Соларният десотобой е състезание, което предизвиква 20 университетски отбора да проектират, построят и въведат в действие еднофамилни сгради, захранвани от слънцето. Сградите трябва да са икономически и енергийно ефективни, и освен това естетически привлекателни. За да са съизмерими помежду си е въведено и ограничение в обема - до 75 кв.м. площ и 5.5 м. височина.

Също както Олимпийския десетобой, и Соларният се състои от десет дисциплини, създадени за обективна оценка на различните характеристики на енерго-ефективните сгради. Всяка от категориите се оценява с различна тежест, като максималният сбор от всички дисциплини е 1000. Категориите на оценка са: Архитектура (120т.), Строителство и инженеринг (80т.), Слънчеви системи и топла вода (80т.), Енергиен баланс (120т.), Комфорт на обитаване (120т.), Инсталации и оборудване (120т.), Медии и обществена достъпност (80т.), Производство и пазарна ефективност (80т.), Иновативност (80т.), Устойчиво развитие (120т.).

Освен краен победител, състезанието излъчва и победители във всяка от дисциплините. Присъждат се и две награди на публиката - на посетителите на Villa Solar и на гласувалите в сайта на конкурса.

Участниците се оценяват във всяка категория от специалисти от всички сфери на устойчивото развитие - сред членовете на тазгодишното жури се открояват носителят на най-престижната архитектурна награда Прицкер за 2009г. Глен Мъркът (Glen Murcutt), изпълнителният директор на Toyota Housing Сента Мориока (Senta Marioka), както и директорът на нюйоркския офис на инженерния гигант ARUP Фиона Къзънс (Fiona Cousins) и на отдела за устойчиво развитие Крис Туин (Chris Twin).

Нещо ново под слънцето
Родината на Соларния десетобой е САЩ. Там той се провежда за пръв път през 2002г. по инициативата на Министерството на енергетиката. Основните цели на мероприятието са да се популяризират възможностите за енерго-ефективно жилищно строителство и по-специално, на системите за соларно захранване, и да се предостави възможност на студентите за практическо обучение в сферата на зелените системи. От 2005г. насам, конкурсът се провежда на всеки две години, превръщайки се в международно събитие. Любопитно е, че последните три поредни издания на американския конкурс се печелят от един и същ европейски отбор - този на Техническия университет в Дармщад.

Друг европейски отбор, обаче - на двукратните участници от Политехническия университет в Мадрид - подема инициативата за европейско издание на конкурса. В резултат на усилията им, испанското правителство и Жилищното министерство сключват споразумение с американското правителство за организацията на европейски Соларен десетобой.

Резултатът е вълнуващо преживяване за стотици студенти, както и палитра от сгради, представящи нагледно, че енерго-ефективното строителство може да бъде функционално, красиво и достъпно.

Къща от светлина
По ирония на съдбата и в отговор на европейското господство в американския конкурс, крайният победител в първия европейски Соларен десетобой е Политехническият университет във Вирджиния, САЩ. Името на проекта им - Lumenhaus - идва от „lumen” - сила на светлината и „haus” - по примера на основополагащата немската школа за модернизъм Bauhaus, чиято философия следва проекта. Американският университет събра 812 точки, само с една повече от Розенхаймския университет за приложни науки, Германия. Lumenhaus спечели първото място и в категория „Архитектура”, като събра максимален брой точки (120), наравно с Финландския университет Аалто и Политехническия университет на Каталуня.

Съществени предимства на проекта са характерният силует, изцяло осигурената от слънчеви панели електроенергия и възможността за комбиниране на единичния модул в безкрайно многообразие от конфигурации.

Архитектура
Проектът е вдъхновен от вила Фансуорт на мис Ван дер Рое (третият и последен ръководител на Bauhaus), която се намира в щата Илинойс и е паметник на културата на САЩ. Подобно на нея, той също има свободна планировка в паралелепипеден обем и изцяло прозрачни издължени северна и южна фасада, които свързват обитателите с екстериора. Тези фасади са предпазени от метални слънцезащитни панели, които при хубаво време се отварят, размивайки границите между интериор и екстериор. Фасадните панели и изявените им външни релси създават подчертано металната естетика на сградата.

Една от основните цели на проекта е да преодолее стигмата на сглобяемото, предварително проектирано строителство, която го бележи като нестабилно и краткотрайно. Мощната стоманена конструкция, металните панели и бетонният под тежат на мястото си и обещават дълготраен живот на структурата.

По отношение на обема е търсено постигане на функционално гъвкава структура, която да може да отговори на променливите изисквания на обитателите. За това спомага модулността на структурата, която позволява сглобяване на модулите както в хоризонтална, така и във вертикална посока, с добавяне на допълнителна стълба и вестибюл.

Интегрирани системи
Характерна в архитектурата на сградата е фасадната система Eclypsis. Тя представлява подвижни сенници, съставени от два слоя - външен слънцезащитен метален слой с ротиращи се кръгли елементи и вътрешен прозрачен изолационен панел. Сенниците могат да се придвижват на релси по продължението на прозрачните северна и южна фасада, като едновременно ги предпазват от директни слънчеви лъчи и допускат разсеяна естествена светлина. Прозрачните изолационни панели съдържат аерогел, който изолира също толкова добре, колкото изолационните панели от стандартни материали, но без да блокира естествената светлина и гледката към екстериора.

Може би най-важната система на сградата е монтираната на мобилно покривно покритие мрежа от фотоволтаични панели, осигуряваща въглеродно-неутрална енергия. Ъгълът на фотоволтаичната равнина се контролира в най-подходящата за сезона позиция от електрически механизъм, а двете работни лица на панелите увеличават производството на електроенергия с 15%.

Други системи, които си струва да се споменат, са вграденото подово отопление с водни серпентини, светлодиодното осветление, системата за събиране и филтриране на дъждовна вода, както и дигиталната система за управление на инсталациите. Сградата разчита и на естествено отопление и вентилация, използвайки металните панели и бетонната подова плоча като акумулатори на топлина през деня и като източници вечер.

Немско присъствие
Немските университети имат по традиция силно присъствие в Соларния десетобой. И тази година, участвалите Розенхаймски и Щутгартски университети за приложни науки, Вупеталски университет и Техническият университет в Берлин заемат съответно почетните второ, трето, шесто и десето място в крайното класиране, като разликата между първите два е едва три точки. Розенхаймския унивеситет победи категорията за комфорт на обитаване, а Щутгартския университет спечели убедително категорията за строителство и инженеринг, както и тази за иновативност.

Обединяващо четирите немски проекта е, че всеки от тях има оригинално и открояващо се решение на фасадата. Второ-премиираният проект на Розенхаймския университет прилага пластични сенници от бял алуминий, Щутгартският покрива екстериора с многоцветни слънчеви панели, отразяващи светлината подобно на водна повърхност, Вупеталският университет предлага екстериорни стени с облицовка от слънчеви панели, а Техническия университет в Берлин представя тъмна, изцяло облечена в соларни панели и обгорено дърво обвивка, прорязана от два перпендикулярни остъклени отвора за естествено осветление. Друга обединяваща черта на проектите от Германия е по-високата им технологичност, в сравнение с останалите проекти, а от там и повишената им обща цена.

Фабрика за енергия в бяло
Най-високо оцененият от четирите проекта е този на Розенхаймския университет. Той се отличава със снежнобелият си ортогонален екстериор и пластиката на алуминиевтите „зиг-заг” слънчезащитни панели. Сенниците са изцяло изградени от еднакви правоъгълни модулни елементи, които могат да пропускат различно количество естествена светлина при свиване и разгъване на елементите.

Отборът подчертава, че основната архитектурна идея е гъвкавото жилищно пространство, съчетаващо няколко функции от денонощния жилищен цикъл. То е конструирано от 4 основни модула, всеки от които отговаря на различни функции. Модулите 1 и 4 за многофункционални, докато 3 съдържа водните инсталации на сградата - кухня, баня и тоалетна. Модулите са с дървена носеща конструкция, която е мобилна, с приспособима функция и широк диапазон на възможните дизайнерски приложения.

Най-голямото предимство на проекта, както показва и спечелената първа награда в категорията, е комфорта на обитаване. Според авторите, основните фактори за високо качество на средата са постоянната температура, както и добрите вентилация и акустика на помещенията. Това е постигнато чрез отличната изолация на сградата. Минималните топлинни загуби се осигуряват от вакуумни изолационни панели, трислойно остъкляване и специалната изолационна лента, с която са покрити всички връзки на модулите. Охлаждането пък се базира на материал с променлива фаза (phase change material, PCM), вграден в стените и покрива на сградата, както и от соларна охлаждаща система.

Не по-малко впечатляващи са енергийните качества на сградата, която е проектирана според стандартите на немския сертификат за екологично строителство DGNB. Тя е с нулеви въглеродни емисии и в сравнение с традиционните жилищни структури спестява около 14 000 кг. въглеродни емисии годишно - за сравнение, това е количеството въглероден диоксид, който един автомобил произвежда за 100 000км. Друго забележително постижение е производството на 16 500kWh електроенергия от разположените на покрива на сградата соларните панели. От тях сградата изразходва около една четвърт, а останалата енергия се предоставя на общата електрическа мрежа и осигурява годишен приход от 4 600 евро.

Поглед в бъдещето
Може би най-впечатляващото в инициативата на Соларния десетобой е отпечатъкът му върху бъдещето на енергоефективната архитектура. Несъмнена е ролята му като посланик на ползите от енергоефективните сгради, но влиянието му се простира далеч отвъд това.

Една от съществените ползи от състезанието е насочването на обединените усилия на бизнеса и университетите в разработване на системи за енерго-ефективни сгради. Много от екипите работят съвместно със компаниите в бранша не само за да адаптират и приложат съществуващи системи, но и да създадат нови - пример за това са соларните панели на Fab Lab.

Друга директна полза от десетобоя е създаването на цяло поколение специалисти, обучени да мислят и работят в сферата на екологичното строителство. За много от тях, състезанието е връзка към бизнеса в сектора и старт на успешна кариера.

Най-важна, обаче, е ролята на Соларния десетобой като стъпка към опазването на околната среда от широката публика. За повечето хора днес, енерго-ефективната архитектура е все още нещо имагинерно, далечно, което съществува само в лаборатории и скъпи прототипи. Сградите от десетобоя доказват, че това отдавна не е така. Много от тях се превръщат в изходна точка за достъпно серийно производство - такъв пример е отново испанския фаворит. Така, всяко издание на състезанието ни доближава до превръщането на този тип сгради в достъпен стандарт и до споделено екологично бъдеще.