PRZEWODNIK MATRID - ZINTEGROWANE PROJEKTOWANIE

Transkrypt

1 Client: European Commission Executive Agency for Competitiveness and Innovation Project: MaTrID Del: Date: Author: Anne Sigrid Nordby Translation: Anna Wiszniewska PRZEWODNIK MATRID - ZINTEGROWANE PROJEKTOWANIE Spis treści WSTĘP... 2 CZYM JEST ZINTEGROWANE PROJEKTOWANIE?... 7 ZINTEGROWANE PROJEKTOWANIE KROK PO KROKU... 9 ETAP 0. KONCEPCJA PROJKETU... 9 ETAP 1. PROJEKTOWANIE WSTĘPNE...11 ETAP 2. ITERACYJNE ROZWIAZYWANIE PROBELMÓW...13 ETAP 3. MONITOROWANIE POSTĘPÓW...18 ETAP 4. ODDANIE DO UŻYTKOWANIA...20 ETAP 5. EKSPLOATACJA...21 Przewodnik powstał w ramach projektu MaTrID. Odpowiedzialność za treści zawarte w tej publikacji ponoszą autorzy. Nie muszą one odzwierciedlać stanowiska Wspólnoty Europejskiej. Komisja Europejska nie odpowiada za jakiekolwiek wykorzystanie informacji w niej zawartych. 1

2 WSTĘP Zintegrowane projektowanie (Integrated Design - ID) jest niezbędne przy tworzeniu planów budynków o wysokim standardzie energetycznym i ekologicznym. W procesie zintegrowanego projektowania szczególną wagę przywiązuje się do współpracy ekspertów z różnych dziedzin, wyznaczania jasnych celów i monitorowania rezultatów. Wczesne etapy projektowania mają ogromny wpływ na charakterystykę energetyczną budynku a koszty i problemy związane z modyfikacjami projektu są wtedy niewielkie. Od zintegrowanego projektowania energetycznego do zintegrowanego projektowania Z początku zintegrowane projektowanie energetyczne budynków (Integrated Energy Design - IED) skupiało się osiągnięciu możliwie najniższego zapotrzebowania na energię w trakcie eksploatacji budynku, poprzez uwzględnienie energooszczędnych rozwiązań w procesie projektowania. W ostatnich latach potrzeba dalszego ograniczania emisji gazów cieplarnianych znacząco wpłynęła na politykę i przepisy budowlane. Aby osiągnąć unijny cel niemal zeroenergetycznych budynków w 2020 roku, oprócz ograniczenia zużycia energii, należy wziąć pod uwagę również inne czynniki. Najważniejszym wyzwaniem jest teraz ograniczenie zmian klimatycznych, więc ocena działań powinna dotyczyć wszystkich czynników mających wpływ na emisję gazów cieplarnianych. Metody oceny środowiskowej takie jak BREEAM, LEED, czy DGNB bazują, między innymi, na następujących wskaźnikach: jakość powietrza wewnętrznego, eliminacja szkodliwych substancji, oszczędne wykorzystanie surowców, wpływ na bioróżnorodność, ekologiczny transport. Takie oceny pomagają wyznaczyć jasno określone cele, które mają spełniać projektowane budynki i przełożyć wymagania ograniczenia emisji gazów cieplarnianych na rozwiązania projektowe. Osiągnięcie tak złożonych celów wymaga interdyscyplinarnego podejścia i zintegrowanego projektowania. Zintegrowane projektowanie odnosi się nie tylko do budynków, które mają być przyjazne dla środowiska, ale również do rozwiązywania innego rodzaju problemów. Przy projektowaniu nowoczesnych budynków uwzględnia się coraz więcej czynników i zatrudnia specjalistów z różnych dziedzin. Wyznaczenie konkretnych celów i komunikacja pomiędzy osobami zaangażowanymi w prace nad projektem stają się coraz ważniejsze, by unikać sytuacji, w których rozwiązania cząstkowe nie są optymalne, biorąc pod uwagę całość projektu. Dlatego też używa się teraz bardziej ogólnego terminu zintegrowane projektowanie. Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 2

3 Fotografia 1: Pasywny budynek przedszkola Kvamsstykket, Tromsø, Norwegia. Architekci: Arkitekturverkstedet/ Asplan Viak, Oslo and Tromsø. Czemu zintegrowane projektowanie? Zintegrowane projektowanie nie jest nowym pomysłem, a raczej rozwinięciem i usystematyzowaniem dobrych praktyk w coraz bardziej złożonym procesie projektowania budynków. Koncepcja oparta jest na wielokrotnie potwierdzonej obserwacji, że zmiany i ulepszenia są stosunkowo łatwe do wprowadzenia na początku planowania, a potem, w miarę postępu procesu, stają się coraz bardziej kosztowne i kłopotliwe. Wszelkie zmiany czy ulepszenia projektu budynku w momencie gdy wylewane są już jego fundamenty, czy nawet gdy przygotowane są dopiero dokumenty umów, mogą okazać się bardzo kosztowne, powodować trudności w realizacji projektu i mieć jedynie niewielki wpływ na poprawę efektywności energetycznej. Wykres 1: We wczesnej fazie planowania możliwości wpływania na efektywność są największe, przy najniższych kosztach i najmniejszych trudnościach z tym związanych. Większy nakład pracy i staranna korekta projektu na wczesnym etapie najprawdopodobniej opłaci się w dłuższej perspektywie, biorąc pod uwagę cykl życia budynku. Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 3

4 Zmiana podejścia w projektowaniu polega na poświęceniu jeszcze większej uwagi początkowym fazom, ponieważ trafne decyzje podjęte na wczesnym etapie poprawiają opłacalność zarówno w trakcie projektowania, jak i w całym cyklu życia budynku. Mądre planowanie od samego początku, prowadzi do niskiego zużycia energii i niewielkich kosztów eksploatacji budynku przy bardzo niskich, lub nawet zerowych, dodatkowych nakładach kapitałowych. Biorąc pod uwagę cykl życia budynku, koszty eksploatacji są wyższe niż koszty budowy i renowacji. Ograniczanie kosztów projektowania jest więc krótkowzroczne. Doświadczenie pokazuje, że koszty inwestycyjne budynków powstających w procesie zintegrowanego projektowania są o około 5% wyższe ale ich roczne koszty eksploatacyjne są o 40-90% niższe niż budynków projektowanych tradycyjnie. Proces zintegrowanego projektowania jest podporządkowany zasadzie, zgodnie z którą charakterystyka energetyczna budynku powinna być oceniana w perspektywie cyklu życia pod względem kosztów i wpływu na środowisko. Działania Koszty Uwagi Koncepcja i wstępny projekt 5-10 % wyższe Na podstawie doświadczeń Szczegółowe projektowanie < 5 % wyższe przy pierwszych projektach 5-10% niższe przy kolejnych projektach Na podstawie doświadczeń dzięki bardziej szczegółowemu projektowi wstępnemu proces przebiega sprawniej Koszty budowy 5 10 % wyższe 3-6 % dla budynków pasywnych Koszty eksploatacyjne % niższe Na podstawie doświadczeń Usterki budowlane % mniej Dzięki lepszemu planowaniu i kontroli procesu budowy Tabela 1: Szacunkowe różnice kosztów związanych ze zintegrowanym projektowaniem Według raportu Business Case for Green Buildings, zintegrowane projektowanie będzie odgrywało coraz ważniejszą rolę w ograniczaniu kosztów przy jednoczesnej dbałości o jakość. Zaprojektowanie i wybudowanie budynku przyjaznego dla środowiska nie koniecznie musi więcej kosztować, zależy to jednak od solidnej strategii ekologicznej. Zintegrowane podejście obejmujące dobrze przemyślany pasywny projekt, powłoki budynku o dobrej izolacyjności cieplnej, efektywne planowanie przestrzenne, w pierwszej kolejności obniżające zapotrzebowanie na energię, w połączeniu z wysokosprawnymi systemami, zapewnia oszczędność kosztów w porównaniu z zastosowaniem gotowych rozwiązań w budynkach o gorszej charakterystyce energetycznej. Oprócz ograniczenia regularnie ponoszonych kosztów eksploatacji i konserwacji, przyjazne dla środowiska budynki są atrakcyjniejsze dla klientów i mają pozytywny wpływ na efektywność pracy i zdrowie użytkowników. Poniższy schemat przedstawia korzyści dla deweloperów, właścicieli i użytkowników budynków przyjaznych dla środowiska (WGBC 2013). Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 4

5 Schemat 1: Korzyści dla deweloperów, właścicieli i użytkowników budynków przyjaznych dla środowiska (WGBC 2013) Zalety zintegrowanego projektowania: Lepsza charakterystyka energetyczna Optymalny kształt, orientacja i fasady budynku są opracowywane w trakcie dyskusji ekspertów z różnych dziedzin i wspólnego podejmowania decyzji we wczesnej fazie projektu, by uwzględnić wszystkie czynniki mające wpływ na charakterystykę energetyczną budynku. Mniejsza wbudowana emisja CO 2 Dzięki optymalizacji projektu często można uniknąć konieczności stosowania skomplikowanych systemów HVAC i ich mechanizmów sterowania. Komponenty te charakteryzują się wysoką wbudowaną emisją CO 2, której można uniknąć. Optymalne warunki klimatu wewnętrznego Budynki ze swoimi systemami technicznymi mają zapewnić odpowiednią jakość powietrza wewnętrznego, kontrolę temperatury powietrza i dostępu światła dziennego. Niższe koszty eksploatacyjne Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 5

6 Uproszczone systemy techniczne są tańsze, zarówno pod względem kosztów wyprodukowania i instalacji, jak i kosztów eksploatacji i konserwacji. Mniejsze ryzyko pojawienia się wad konstrukcyjnych Lepsze planowanie prowadzi do mniejszej ilości wad konstrukcyjnych. Mniej odszkodowań oznacza oszczędności. Większe zaangażowanie użytkowników Uwzględnienie potrzeb użytkowników w procesie projektowania sprawia, że eksploatacja budynku będzie bardziej energooszczędna a osoby w nim przebywające będą bardziej zadowolone. Zwiększona wartość Budynek o dobrej charakterystyce energetycznej może być wynajmowany za wyższą stawkę. Przy niższych rachunkach za energię, lokatorzy nie będą stratni i skorzystają na tym obydwie strony. Wartość rynkowa budynku będzie wyższa. Troska o środowisko poprawia wizerunek Podkreślenie dbałości o środowisko przez właściciela lub najemcę budynku korzystnie wpływa na jego wizerunek. Główne przeszkody: Niechęć do innowacji Sektor budowlany jest dość powolny i niechętny wobec wprowadzania zmian w sposobie pracy. Zintegrowane projektowanie wymaga zakwestionowania dotychczas przyjętych metod projektowania i procesu podejmowania decyzji. Potrzebna jest również umiejętność efektywnego porozumiewania się z innymi. Wszystkie osoby biorące udział w procesie projektowania muszą współpracować i dopasować się do sposobu pracy zespołu. Zintegrowane projektowanie wydaje się zbyt drogie Deweloperzy tradycyjnie przywiązują większą wagę do kosztów budowy niż do kosztów w cyklu życia budynku. Jednak gdy zużycie energii i konserwacja zostaną uwzględnione w wyliczeniach, z reguły bardziej opłaca się inwestycja w energooszczędny projekt i trwałe rozwiązania. Ograniczenia czasowe w pierwszej fazie projektowania Często zdarza się, że deweloperzy nie doceniają znaczenia starannego projektu i oczekują szybkiego przedstawienia koncepcji budynku. Trudno wtedy przekonać ich, że jeśli w początkowej fazie projektu wystarczy czasu na poprawki, efekt będzie lepszy. Zaufaj mi, jestem inżynierem Proces zintegrowanego projektowania wymaga większej współpracy pomiędzy osobami, których cele mogą być rozbieżne, co zwiększa ryzyko konfliktów. Ważne, by członkowie zespołu projektowego nie stawiali ostatecznych wymagań w kwestiach należących do ich dziedziny, a zamiast tego spróbowali holistycznego podejścia. Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 6

7 Przykład 1 Powerhouse Sandvika, Norwegia. Przekształcenie budynków biurowych z lat 1980 w budynki plus-energetyczne ( ). Energia użytkowa, wbudowana i wyprodukowana energia odnawialna dają pozytywny bilans energetyczny w cyklu życia. Np. szklane panele z fasady zostaną wykorzystane wewnątrz. Architekci: Snøhetta Doradcy energetyczni i najemcy: Asplan «To są znane technologie. Sekret tkwi w sposobie pracy i ich połączeniu. Nikt sam nie zbuduje budynku plus-energetycznego. Innowacja polega na współpracy.» Kierownik projektu, Skanska (główny wykonawca). CZYM JEST ZINTEGROWANE PROJEKTOWANIE? Zintegrowane projektowanie jest podejściem uwzględniającym zarówno proces projektowania, jak i rozwiązania fizyczne, którego celem jest optymalizacja budynku jako całości w jego cyklu życia. Po pierwsze, aby budynek był zrównoważony, trzeba opracować alternatywne rozwiązania techniczne i przedyskutować je w zespole złożonym ze specjalistów z różnych dziedzin. W zintegrowanym projektowaniu nacisk położony jest na podejmowanie dobrze przemyślanych decyzji, na podstawie wszystkich dostępnych informacji, pamiętając o celach projektu, oraz na systematyczną ocenę kolejnych wersji projektu. To podejście do projektowania budynków jest zgodne z zasadami zarządzania środowiskowego zawartymi w normie ISO Identyfikacja celów i ustalenie priorytetów oraz opracowanie schematu oceny rezultatów na poszczególnych etapach stanowią podstawę tego systemu. Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 7

8 Po drugie, zintegrowane projektowanie ma wpływ na rozwiązania techniczne zastosowane w budynku, poprzez uwzględnienie systemów technicznych w tkance budynku, zgodnie z zasadami budownictwa pasywnego. Jakość powietrza wewnętrznego, estetyka, zapotrzebowanie na ciepło i chłód, są w dużej mierze zależne od cech budynku, takich jak kształt jego bryły i właściwości materiałów budowlanych. W procesie zintegrowanego projektowania, wysoki komfort w pomieszczeniach i niskie zużycie energii osiąga się stosując rozwiązania pasywne, a potem dostosowuje się wysokosprawne systemy, tak by założone warunki zostały spełnione. Im większe możliwości dostosowania architektury bryły budynku, fasad i materiałów budowlanych w celu wykorzystania energii słonecznej, światła dziennego, wentylacji grawitacyjnej, tym mniej energii będzie on zużywał w eksploatacji. Fotografie: Proste modele koncepcji budynku dobrze pokazują wady i zalety alternatywnych rozwiązań. Definicja Zintegrowane projektowanie definiuje się jako połączenie: 1. Współpracy pomiędzy klientem, architektem, konsultantami i przyszłymi użytkownikami budynku od początku procesu projektowania; 2. Priorytetowym traktowaniu zintegrowanych rozwiązań architektonicznych i budownictwa pasywnego, przed energochłonnymi systemami technicznymi. Niniejszy przewodnik objaśnia głównie punkt 1, jak powinien wyglądać proces zintegrowanego projektowania. Choć wytyczne powinny być dostosowywane do konkretnej sytuacji, istnieje parę cech wspólnych procesu. Poniższy schemat przedstawia jego główne etapy. Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 8

9 Schemat 2: Etapy zintegrowanego projektowania. Proces znajdowania rozwiązań (2) przebiega równolegle do monitorowania postępów w dążeniu do osiągnięcia zamierzonych rezultatów (3). Najczęściej nie jest to prosty proces, więc etap ten powinien trwać wystarczająco długo, by wszystkie niezbędne dane zostały uwzględnione w projekcie. Potrzeba i zakres zastosowania zintegrowanego projektowania zależy od złożoności projektu, rodzaju umowy i ambicji inwestora. Wyznaczenie celów to pierwszy ważny krok, ponieważ cały dalszy proces projektowania jest podporządkowany celom i temu, do jakiego stopnia są to cele wspólne dla całego zespołu projektowego. Można zatrudnić koordynatora procesu zintegrowanego projektowania, by kontrolował postępy i sprawnie organizował współpracę ekspertów. Jednak o sukcesie projektu nie decyduje to, czy zatrudniony zostanie koordynator, czy też nie. W końcowej ocenie liczy się jedynie to, czy cele zostały osiągnięte. ZINTEGROWANE PROJEKTOWANIE KROK PO KROKU ETAP 0. KONCEPCJA PROJKETU 0.1 Przedyskutowanie założeń projektu Na samym początku należy przedyskutować z klientem jego wstępne założenia i wspólnie przyjąć ambitne cele. Takimi celami może być zdobycie certyfikatów energetycznych lub konkretnych ocen NZEB, BREEAM. Może to zostać omówione zarówno w kontekście ceny projektu jak i wyznaczenia celów. Powinno się namawiać klienta na rozwiązania energooszczędne, przedstawiając ich zalety w dłuższej perspektywie czasu. Skutecznym sposobem odciągnięcia uwagi klienta od krótkoterminowego zysku może okazać się zaprezentowanie kosztów w cyklu życia budynku. Przykładowe pytania, które można zadać klientowi a potem najemcom, by ustalić szczegóły zlecenia dotyczące kwestii zrównoważonego rozwoju: Czy organizacja realizuje politykę ochrony środowiska? W jaki wizerunek powinien wpisywać się budynek? Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 9

10 Jakie są komercyjne cele zleceniodawcy? Jakie są ograniczenia budżetowe i oczekiwane zyski (np. czas zwrotu inwestycji, koszty inwestycyjne etc.)? Jakie są wymagania dotyczące warunków wewnętrznych (oświetlenie, jakość powietrza, temperatura i poziom hałasu)? Jakie są priorytety w przypadku sprzecznych celów (np. niski koszt czy wysoka jakość)? Schemat 3: Ocena cyklu życia budynku. Źródło: Isover 0.2 Rozpoczęcie zintegrowanego projektowania i zawarcie umów partnerskich W początkowej fazie architekt i konsultanci mogą zaprezentować koncepcję zintegrowanego projektowania i omówić możliwe modele współpracy. Pomocne mogą się tu okazać przykłady projektów pokazowych. Analizując projekty demonstracyjne należy jednak pamiętać, że warunki ramowe mogą sie różnić w zależności od kraju. Przy zawieraniu umów z architektami i inżynierami zwykle brakuje w nich zachęt do zastosowania energooszczędnych rozwiązań projektowych. Zapłata za projekt jest na ogół określoną procentowo częścią budżetu inwestycji albo ryczałtowa. Zniechęca to projektantów do podejmowania dodatkowych wysiłków, takich jak poprawa charakterystyki energetycznej budynku. Ponieważ konsultanci obawiają się odpowiedzialności za niestandardowe lub niedowymiarowane projekty, znacznie przewymiarowanie systemu może im się wydawać dobrym rozwiązaniem, ponieważ nie mają żadnej korzyści z oszczędności na urządzeniach i energii. Wykonawcy również nie są finansowo motywowani do tego, by upewnić się, że zainstalowane systemy techniczne będą pracować efektywnie. Alternatywne sposoby zawierania umów z wykonawcami mogą zachęcić do stosowania zintegrowanego projektowania. Nowe wzory umów dotyczących projektów budowlanych skupiają się na współpracy i znajdywaniu optymalnych rozwiązań fizycznych i technicznych oraz optymalizacji całego procesu budowlanego. Jednym z takich wzorów jest umowa partnerska, która ustala schemat zarządzania projektem i współpracę ponad ramami kontraktów. Najważniejsze są w niej sformalizowane wspólne cele, uzgodniona procedura rozwiązywania problemów i aktywne poszukiwanie ulepszeń. Model partnerski może zawierać element uzależniający wynagrodzenie od rezultatów. Jeśli budynek okaże się nie spełniać założonych celów (np. zużycia energii) zespół projektowy lub Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 10

11 wykonawca musiałby zapłacić klientowi proporcjonalnej wysokości odszkodowanie (do ustalonej wysokości). Jeśli jest odwrotnie i budynek ma lepszą niż początkowo zakładano charakterystykę energetyczną, klient wypłaca zespołowi projektowemu lub wykonawcy premię proporcjonalnej wysokości. ETAP 1. PROJEKTOWANIE WSTĘPNE 1.1 Dobór zespołu projektującego, którego członkowie specjalizują się w różnych dziedzinach, w tym koordynatora zintegrowanego projektowania Członkowie zespołu projektującego powinni być profesjonalistami w swoich dziedzinach ale powinni również być nastawieni na bliską współpracę. Umiejętność komunikowania się, chęć współpracy i otwartość musi być wymagana od wszystkich członków zespołu. W zależności od stopnia złożoności projektu i jego celów, może być potrzebny jeden lub więcej członek zespołu specjalizujący się w danej dziedzinie (np. oddziaływanie na środowisko, materiały budowlane, światło dzienne, urządzenia sterujące itd.). Zaleca się określenie na początku projektu wymagań względem każdego z ekspertów. Należy rozważyć zatrudnienie koordynatora procesu projektowania, zwłaszcza gdy architekt i klient nie znają się na systemach technicznych lub gdy projekt ma szczególnie trudne do spełnienia cele. Taką osobę zatrudnia się oddzielnie, aby zagwarantować sprawne zarządzanie procesem zintegrowanego projektowania i uniknąć konfliktu interesów. Nadzór i monitorowanie postępów prac powinny należeć do koordynatora lub kogoś innego, kto jest w stanie zmotywować zespół projektujący do zrealizowania wstępnych założeń. W przypadku gdy celem jest uzyskanie określonej oceny środowiskowej, dobrym rozwiązaniem jest zatrudnienie jako koordynatora procesu np. Akredytowanego Eksperta BREEAM. 1.2 Analiza warunków brzegowych Każdy projekt budynku lub planowania przestrzeni miejskiej posiada zbiór warunków brzegowych i kontekst, które mają wpływ na cele i proces projektowania. Należy uzyskać potrzebne informacje od władz lokalnych oraz sąsiadów. Przykładowe kwestie, które należy przedyskutować: Lokalizacja Jak budynek będzie się wpisywał w otoczenie miejskie (pobliskie budynki, również te planowane w przyszłości), miejscową architekturę i krajobraz Orientacja budynku; nasłonecznienie i wietrzność Dostępność zasobów naturalnych na działce lub w jej pobliżu: energia słoneczna, geotermalna, zbiorniki wodne etc. Ruch uliczny, hałas, jakość powietrza Infrastruktura - transport i dostawy energii, np. miejska sieć ciepłownicza Trendy na rynku Jakie są wymagania w stosunku do zwrotu inwestycji? Jakie są przewidywane ceny energii i wysokość odsetek Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 11

12 Jakie przepisy dotyczące budynków będą obowiązywały w przyszłości? (np. podatek od emisji, systemy certyfikacji, normy) Jakie będą wymagania użytkowników odnośnie oddziaływania na środowisko i jakości budynku? Jakie nowe technologie mogą poprawić charakterystykę energetyczną budynków? (np. technologie informacyjne i komunikacyjne) Fotografia: Lokalizacja działki określa warunki brzegowe projektu budowlanego 1.3 Doprecyzowanie celów projektu Często dość szeroki zakres wstępnych wymagań klienta należy przełożyć na jasno określone cele charakterystyki energetycznej i kryteria do spełnienia. Najlepiej jeśli celom nadane są priorytety, żeby zespół projektujący nie miał wątpliwości na co przeznaczyć środki. Oczywiście to klient jest osobą podejmującą decyzje i jego/jej zainteresowanie efektywnością energetyczną jest tutaj kluczowe. Cele powinny być funkcjonalne a nie liczbowe. Na przykład ważniejsze jest zapewnienie komfortowych warunków klimatu wewnętrznego, niż osiągnięcie konkretnych wskaźników wymiany powietrza i zastosowanie danych rozwiązań technicznych. Najemcom należy wytłumaczyć dlaczego lepiej jest nie stawiać specyficznych wymagań dotyczących powierzchni użytkowych. Wymagania funkcjonalne dają większą swobodę projektowania i umożliwiają zastosowanie bardziej elastycznych rozwiązań, które mogą się lepiej sprawdzić na dłuższą metę. Przy doprecyzowaniu celów projektu należy unikać nakreślania konkretnych rozwiązań, aby projekt zbyt wcześnie nie utkwił na jednym pomyśle. Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 12

13 ETAP 2. ITERACYJNE ROZWIAZYWANIE PROBELMÓW Usprawnienie współpracy pomiędzy architektem, inżynierami i ekspertami poprzez zorganizowanie wspólnej przestrzeni do pracy lub spotkań warsztatowych Bliska współpraca będzie łatwiejsza, jeśli zespół zostanie zebrany w jednym miejscu i będzie mógł wspólnie przedyskutować kwestie związane z projektowaniem. Jednak by współpraca przebiegała sprawniej, architekci i inżynierowie mogą też stosować własne metody pracy i sposoby komunikacji (patrz ramka poniżej). Umiejętność komunikowania się, chęć współpracy i otwartość muszą być wymagane od wszystkich członków zespołu. (Poel 2002; A Blueprint for a Kick-off Workshop ). Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 13

14 Metody pracy Tradycyjne projektowanie Tradycyjnie, architekci i inżynierowie mają dość różne metody pracy. Inżynierowie są nauczeni rozwiązywania dokładnie zdefiniowanych problemów i z reguły krok po kroku przeprowadzają analizę i znajdują rozwiązanie. Proces ten przebiega niemal liniowo i często zaniedbuje się znajdowanie alternatywnych rozwiązań. Architekt z kolei zwykle zaczyna od bardziej złożonego problemu, który ma wiele możliwych rozwiązań. Rozwiązanie problemu wymaga kreatywnego podejścia a proces ten nie przebiega liniowo, tylko się zapętla. Od wstępnej koncepcji opartej na własnym doświadczeniu, poprzez kolejne analizy przewidywanych skutków poszczególnych wariantów, problem jest badany i rozwiązywany jednocześnie. Zintegrowane projektowanie Projektowanie budynków, a zwłaszcza projektowanie budynków energooszczędnych z zastosowaniem elementów pasywnych, polega na konceptualizacji ważnych parametrów projektu w jednej konfiguracji budynku. Kształt i plan budynku, wygląd fasady i wybór materiałów stanowią syntezę rozwiązań poszczególnych problemów. Przyjmując za punkt wyjścia przeznaczenie i funkcjonalność budynku oraz biorąc pod uwagę aspekty techniczne i środowiskowe, architekt ma za zadanie stworzyć projekt budynku spełniający postawione wymagania w wizualnie spójny i estetyczny sposób. Jednocześnie należy przeprowadzić szczegółowe analizy techniczne, by mieć pewność, że decyzje projektowe są podejmowane na podstawie solidnych danych, co jest rolą inżyniera. Niezbędne zmiany Aby sprawniej współpracować architekci i inżynierowie powinni zmodyfikować swoje metody pracy i zmienić sposób porozumiewania się. Dobrze by było, gdyby architekci przedstawiali swoje koncepcje w przejrzysty sposób i wyjaśniali swoje pomysły inżynierom na etapie podejmowania ważnych decyzji. Muszą się liczyć z ekspertyzami inżynierów i konsultować z nimi projekty. Inżynierowie z kolei muszą bardziej dynamicznie współpracować z architektami, jednocześnie oceniając ich pomysły i proponując rozwiązania w miarę postępów projektowania. Inżynier powinien umieć zaprezentować swoje pomysły i zalecenia bez używania zbyt wielu specjalistycznych pojęć, liczb i wykresów, skupiając się na przedstawieniu efektów proponowanych rozwiązań dla całego budynku. Na początku inżynier powinien używać prostych narzędzi by szybko oceniać różne rozwiązania proponowane przez architekta, zamiast stosować od razu skomplikowane narzędzia analityczne, z których pomocą można uzyskać wynik po wielu dniach. Architekt i inżynierowie mają wspólnie, jako zespół, przedstawić klientowi proponowane rozwiązania i ich konsekwencje. Pierwsze spotkanie warsztatowe powinno się odbyć na etapie wstępnego projektowania, by przedstawić model współpracy i poznać ze sobą członków zespołu. Głównym celem spotkania jest osiągnięcie porozumienia co do sposobu realizowania zintegrowanego projektowania i kluczowej roli otwartej postawy i współpracy całego zespołu. Dobrze jest, gdy wszyscy dokładnie wiedzą, jakie są zadania i w ten sam sposób rozumieją cele projektu. Sugerowany program spotkania warsztatowego: 1. Przedstawienie ogólnych celów projektu przez dewelopera Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 14

15 2. Omówienie procesu zintegrowanego projektowania 3. Dyskusja o tym, jak zespół projektujący może najlepiej wykorzystać swoją wiedzę i w jaki sposób będzie współpracował 4. Omówienie największych wyzwań w projekcie i tego, jak im sprostać 5. Wyznaczenie celów cząstkowych i ustalenie sposobu monitorowania Ostatnim zadaniem do wykonania podczas pierwszego spotkania warsztatowego powinno być stworzenie planu pracy i ustalenie terminów następnych spotkań. Należy wskazać kwestie, które wymagają wyjaśnienia i osoby, które będą odpowiedzialne za wykonanie poszczególnych zadań. Powinno to zostać zawarte w planie kontroli jakości (patrz punkt 3.2). Spotkanie warsztatowe trzeba podsumować raportem, który otrzymają wszyscy interesariusze. Po pierwszym spotkaniu warsztatowym należy zorganizować spotkanie poświęcone projektowaniu, na którym każdy ze specjalistów przedstawi krótkie omówienie swoich zadań, problemów i pomysłów. W małych projektach można połączyć pierwsze spotkanie warsztatowe całego zespołu ze spotkaniem poświęconym projektowaniu. Jednak przed rozpoczęciem procesu projektowania i dyskusją na temat proponowanych rozwiązań, muszą zostać ustalone podstawy (patrz punkt 1.3.). Jeśli zespół projektujący najpierw osiągnie porozumienie w kwestiach związanych z realizacją założeń projektu, zadania staną sie łatwiejsze do wykonania. W dalszym procesie projektowania powinny się odbywać mniejsze spotkania pomiędzy ekspertami, poświęcone konkretnym zagadnieniom. Przy podejmowaniu najważniejszych decyzji musi być obecny klient. Może się pojawić potrzeba dodatkowego wsparcia zewnętrznych ekspertów, których można zaprosić na spotkania warsztatowe. Najlepiej by było, gdyby cały zespół projektujący pracował obok siebie, np. w jednym biurze. Ponieważ jednak nie zawsze jest to wykonalne, proste sposoby komunikowania się poprzez e, internetowe spotkania z widokiem ekranu komputera osoby prezentującej, mogą być skuteczne przy mniejszych projektach i rygorystycznych terminach. Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 15

16 Główne zagadnienia procesu projektowania (Steemers 2006) Planowanie urbanistyczne (zwarta lub otwarta struktura, infrastruktura energetyczna i potencjał wykorzystania OŹE, nasłonecznienie/zacienienie, wietrzność, hałas, zanieczyszczenie, ruch uliczny, wody gruntowe i powierzchniowe, kwestie środowiskowe, krajobraz i produkcja żywności). Kształt i rozplanowanie budynku (efektywne wykorzystanie przestrzeni, zwarta konstrukcja, strefy cieplne z pomieszczeniami przejściowymi, dostęp światła dziennego, metody wentylacji, pasywne ogrzewanie i chłodzenie, wymiana powietrza, elastyczne wykorzystanie i możliwości modyfikacji w przyszłości). Projekt fasady (powierzchnia oszklona, rozmiar i rozmieszczenie okien, zacienienie, wykorzystanie światła dziennego, otwory wentylacyjne, izolacja cieplna i unikanie mostków cieplnych, określenie szczelności warstw). Materiały budowlane (system budowlany, izolacja, zużycie zasobów i wpływ produkcji na środowisko, trwałość techniczna i estetyczna, sposób konserwacji, pojemność cieplna, zawartość wilgoci, jakość powietrza wewnętrznego, emisje, zagospodarowanie odpadów i potencjał recyklingowy) Systemy (ogrzewanie, chłodzenie, wentylacja i oświetlenie, regulacja i monitorowanie). 2.2 Zastosowanie zarówno twórczych, jak i analitycznych metod w procesie projektowania Projektowanie można zdefiniować jako proces cyklicznego rozwiązywania problemów, na który składają się: identyfikacja trudności, gromadzenie danych, doprecyzowanie problemów, tworzenie pomysłów i wybór rozwiązań. Te czynności wymagają zarówno twórczego jak i krytycznego myślenia oraz naprzemiennego analizowania i rozwiązywania problemów. Klient oraz cały zespół projektujący powinien mieć świadomość, że optymalny projekt budynku rzadko powstaje przy pierwszym podejściu. Często potrzeba wielu rund i niepowodzeń, by osiągnąć sukces. Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 16

17 Schemat 5: Kreatywne rozwiązywanie problemów. W procesie projektowania ważne jest zarówno krytyczne jak i twórcze myślenie. Przewodniki i literatura na temat kreatywnego rozwiązywania problemów mogą być przydatne podczas spotkań warsztatowych oraz procesu projektowania. Na przykład: Dyskusja i ocena wielu koncepcji Należy przeprowadzić otwartą dyskusję na temat schematów rozwiązań odpowiadających celom i priorytetom, kosztów i innych konsekwencji. Trzeba omówić sposoby poprawy różnych rozwiązań pod względem efektywności energetycznej oraz inne skutki ich zastosowania. Tworzenie alternatywnych koncepcji budynku zwykle stanowi część procesu projektowania i etap ten powinien być wystarczająco długi, by starczyło czasu na rozważenie wszystkich istotnych kwestii Finalizacja zoptymalizowanego projektu Na końcowym etapie procesu rozwiązywania problemów zwykle zaangażowany jest klient, który decyduje, w którym kierunku ma iść projekt. Argumenty przemawiające za poszczególnymi rozwiązaniami powinny być jasno sformułowane i odnosić się do założeń projektu. Należy również zweryfikować, czy cele zostaną osiągnięte, np. koszty w cyklu życia. Jeśli efektywność energetyczna ma być później monitorowana, trzeba to zaplanować. Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 17

18 Schemat 6: Analiza lokalnych warunków klimatycznych w Brøset, Trondheim (Norwegia). Mapa przedstawia nasłonecznienie, wiatry wiejące latem i zimą, nagromadzenie zimnego powietrza, roślinność i obszary narażone na hałas i zanieczyszczenia. Analizę przeprowadzono na potrzeby konkursu architektonicznego. ETAP 3. MONITOROWANIE POSTĘPÓW Ocena proponowanych rozwiązań projektowych względem założeń Cały proces projektowania i wznoszenia budynku powinien dążyć do osiągnięcia założonych celów. Ważny jest wspólny punkt odniesienia przy ocenie projektu. W przypadku zastosowania systemu oceny środowiskowej takiej jak BREEAM, standardowa procedura dokumentacji chroni przyjęte założenia Stworzenie planu kontroli jakości Program zapewnienia jakości zawiera ogólne cele dla budynku. Wartości powinny zostać wyrażone zarówno jako cele, jak i oczekiwania. Przydatne może się okazać nadanie celom priorytetów. Ważne, by Program zapewnienia jakości był uwzględniany przy podejmowaniu decyzji i traktowany na równi z budżetem i harmonogramem projektu. Program zapewnienia jakości musi być później zastąpiony przez Plan kontroli jakości. Jest to narzędzie dla zespołu projektującego i dokument umożliwiający właścicielowi budynku Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 18

19 kontrolę i śledzenie realizacji celów. Plan kontroli jakości określa cele ogólne i szczegółowe, postępy na kolejnych etapach planowania i budowy oraz przypisuje odpowiedzialność za wykonanie poszczególnych zadań konkretnym osobom. System oceny środowiskowej np. BREEAM, LEED lub DGNB może posłużyć jako plan kontroli jakości i przydatne narzędzie oceny i dokumentacji, patrz ramka poniżej. Systemy oceny środowiskowej DGNB uwzględnia następujące aspekty zrównoważonego budownictwa: środowiskowy, ekonomiczny, społeczno-kulturowy, funkcjonalny, technologiczny, procesy i lokalizacja. Oceny są przeprowadzane dla całego cyklu życia budynku. Systemy oceny środowiskowej takie jak Building Research Establishment Environmental Assessment Method (BREEAM), Leadership in Energy and Environmental Design (LEED), czy Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) zakładają realizację złożonych celów i stawiają wysokie wymagania co do charakterystyki energetycznej budynków i dzielnic miast oraz wymagają interdyscyplinarnego podejścia w procesie projektowania. W procesie BREEAM, tak jak w zintegrowanym projektowaniu, ważne jest ustalenie wspólnych celów zespołu projektującego. Szczególną rolę odgrywa ekspert ds. oceny środowiskowej, który kontroluje proces projektowania i realizację konkretnych celów. Niektóre punkty mogą być oceniane na wczesnym etapie procesu projektowania, więc trzeba przywiązywać wagę do harmonogramu. Aby uzyskać ocenę, na której zależy klientowi, należy podejmować odpowiednie działania w wyznaczonym czasie, dla uzyskania największych korzyści. Wiele innych kwestii oprócz dostaw energii i efektywności energetycznej ma znaczenie dla projektu budynku. W BREEAM NOR znajduje się 9 rozdziałów na temat różnych kryteriów środowiskowych. Kwestia energii zajmuje jeden rozdział i stanowi 19% całkowitej oceny. Pozostałe rozdziały są poświęcone zarządzaniu, zdrowym i komfortowy warunkom klimatu wewnętrznego, transportowi, gospodarowaniu wodą, surowcami, odpadami, zagospodarowaniu gruntów i ekologii, zanieczyszczeniom oraz innowacjom, za które również można otrzymać punkty. Zespół projektujący musi zadecydować, którym z tych kwestii poświęcić więcej starań aby otrzymać zamierzoną ocenę. Rola akredytowanego eksperta BREEAM to doradztwo w zakresie oceny środowiskowej i zrównoważonego budownictwa. Akredytowany ekspert pomoże zespołowi zaplanować działania, ustalić priorytety i negocjować kompromisy konieczne do osiągnięcia docelowej oceny. BREEAM jest procesem kierowanym przez oceniającego eksperta, któremu projektanci dostarczają dowody i który nie ponosi odpowiedzialności za projekt. Akredytowany ekspert może wypełnić lukę pomiędzy projektantem a oceniającym i pomóc zespołowi projektującemu spełnić oczekiwania klienta. Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 19

20 3.3 - Ocena projektu i dokumentowanie osiągnięć na poszczególnych etapach W trakcie procesu projektowania należy monitorować realizację celów. Przejście z jednego etapu na kolejny jest momentem, w którym ocenia się status projektu, podejmuje ważne decyzje i dokumentuje postępy. Dokumentacja może zawierać uaktualnione plany kontroli jakości, budżety na energię i specyfikację zadań. Jeśli w projekcie uczestniczy koordynator zintegrowanego projektowania, może być osobą odpowiedzialną za nadzór. W każdym razie ważne jest, by nadzorca był uprawniony do zakwestionowania działań zespołu projektowego i mógł dać klientowi wskazówki, jak osiągnąć pierwotnie określone cele. ETAP 4. ODDANIE DO UŻYTKOWANIA Odpowiednie zdefiniowanie celów w dokumentach przetargowych i umowach budowlanych Trzeba upewnić się, że główny wykonawca rozumie i bierze odpowiedzialność za realizację celów projektu. Ważne również, by wymagania dotyczące jakości postawione na etapie projektowania były przestrzegane podczas budowy. Należy zwrócić szczególną uwagę na następujące kwestie: Dokumenty przetargowe i umowa powinny zobowiązywać wykonawcę i podwykonawców do weryfikacji i dokumentowania osiągnięcia konkretnych celów związanych z efektywnością energetyczną podczas budowy. Każda zmiana i alternatywne rozwiązanie lub zastosowanie innych materiałów powinno zostać sprawdzone pod względem koncepcyjnym. Należy unikać ryzyka zastosowania sprzecznych z założeniami rozwiązań i komponentów. Parametry techniczne kluczowych komponentów muszą zostać udokumentowane, ponieważ decydują o efekcie końcowym. 4.2 Motywowanie i edukowanie pracowników budowy oraz stosowanie testów jakości Ważne jest motywowanie i edukowanie wykonawców na temat metod postępowania z materiałami (np. unikanie mostków cieplnych, szczelność, emisja wbudowana materiałów, segregacja odpadów). Zaleca się kontrole na miejscu i częściowe odbiory w trakcie budowy, wraz z odpowiednimi testami jakości (np. test BlowerDoor - kontrola szczelności umożliwiająca naprawę słabych punktów, infiltracji, elementów złej jakości itp.) Opracowanie instrukcji użytkowania i konserwacji budynku Po zakończeniu budowy należy zaktualizować dane projektowe, by przekazać przyszłym zarządcom informacje na temat budynku. W momencie przekazania budynku do użytkowania klient/właściciel powinien otrzymać projekt budowlany odpowiadający stanowi faktycznemu i instrukcję użytkowania. Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 20

21 Klientowi/właścicielowi powinno się polecić program do monitorowania systemów, zwłaszcza jeśli zawierają one nietypowe elementy. Osoby zajmujące się obsługą systemów i użytkowników budynku powinno się zapoznać z działaniem systemów. ETAP 5. EKSPLOATACJA 5.1 Sprawdzenie, czy systemy techniczne działają odpowiednio podczas odbioru technicznego budynku 5.2 Monitorowanie zużycia energii w budynku i satysfakcji użytkowników Monitorowanie zużycia energii jest podstawą całościowej oceny w dłuższej perspektywie czasowej. Powinno zostać zaplanowane w trakcie projektowania i prowadzone przez stronę trzecią po ukończeniu budowy. Najlepiej aby monitorowane było wiele czynników składających się na charakterystykę budynku, by na podstawie zestawu danych otrzymać pełen obraz. Na przykład niewielkie znaczenie będzie miało to, że budynek ma małe zapotrzebowanie na energię, jeśli jego użytkownicy narzekają na hałas i złą jakość powietrza wewnętrznego i w rezultacie opuszczają budynek. Informacja na temat rzeczywistego zużycia energii ma znaczenie przy ocenie efektów przyjętych rozwiązań. Ponieważ w wielu raportach pojawiają się rozbieżności pomiędzy obliczeniowym i rzeczywistym zużyciem energii, powstaje pytanie, czy modelowanie energetyczne jest skuteczne. Spełnienie wysokich standardów energetycznych wiąże się z zastosowaniem większej ilości materiałów izolacyjnych oraz droższymi instalacjami technicznymi, należy więc również śledzić efekty dodatkowych inwestycji, analizując cykl życia i porównywać z osiągniętymi zyskami. Podstawowe pytanie, to czy jesteśmy na drodze do osiągnięcia przyjętych celów, takich jak obniżone emisje gazów cieplarnianych. Dane zebrane w trakcie monitorowania budynku w połączeniu z analizą cyklu życia dostarczają informacji zwrotnej na temat obowiązującej polityki i przepisów budowlanych. Do dyskusji na temat celów środowiskowych i ich skutków potrzebna jest nowa wiedza i otwartość społeczeństwa międzynarodowego na nieoczekiwane wyniki badań. Ostatecznie, dane naukowe i późniejsze analizy mogą wskazać inne priorytety w zintegrowanym projektowaniu budynków. Przewodnik MaTrID - zintegrowane projektowanie 21