AKTUALNOŚCI PROCES ZINTEGROWANEGO PROJEKTOWANIA BUDYNKÓW Wstęp 1 Jerzy KWIATKOWSKI Z początku zintegrowane projektowanie energetyczne budynków (Integrated Energy Design - IED) skupiało się na osiągnięciu możliwie najniższego zapotrzebowania na energię w trakcie eksploatacji budynku, poprzez uwzględnienie energooszczędnych rozwiązao w procesie projektowania. W ostatnich latach potrzeba dalszego ograniczania emisji gazów cieplarnianych znacząco wpłynęła na politykę i przepisy budowlane. Aby osiągnąd unijny cel niemal zeroenergetycznych budynków w 2020 roku, oprócz ograniczenia zużycia energii, należy wziąd pod uwagę również inne czynniki. Najważniejszym wyzwaniem jest teraz ograniczenie zmian klimatycznych, więc ocena działao powinna dotyczyd wszystkich czynników mających wpływ na emisję gazów cieplarnianych. Metody oceny środowiskowej takie jak BREEAM, LEED, czy DGNB bazują, między innymi, na następujących wskaźnikach: jakośd powietrza wewnętrznego, eliminacja szkodliwych substancji, oszczędne wykorzystanie surowców, wpływ na bioróżnorodnośd, ekologiczny transport. Takie oceny pomagają wyznaczyd jasno określone cele, które mają spełniad projektowane budynki i przełożyd wymagania ograniczenia emisji gazów cieplarnianych na rozwiązania projektowe. Osiągnięcie tak złożonych celów wymaga interdyscyplinarnego podejścia i zintegrowanego projektowania (ID). Zintegrowane projektowanie odnosi się nie tylko do budynków, które mają byd 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 unikad 1 Jerzy KWIATKOWSKI Narodowa Agencja Poszanowania Energii S.A. sytuacji, w których rozwiązania cząstkowe nie są optymalne, biorąc pod uwagę całośd projektu. Dlatego też używa się teraz bardziej ogólnego terminu zintegrowane projektowanie. Zintegrowane projektowanie co to właściwie znaczy? 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 okazad się bardzo kosztowne, powodowad trudności w realizacji projektu i mied jedynie niewielki wpływ na poprawę efektywności energetycznej. Rysunek 1. We wczesnej fazie planowania możliwości wpływania na efektywnośd 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. Zmiana podejścia w projektowaniu polega na poświęceniu jeszcze większej uwagi początkowym str. 1
fazom, ponieważ trafne decyzje podjęte na wczesnym etapie poprawiają opłacalnośd 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 byd oceniana w perspektywie cyklu życia pod względem kosztów i wpływu na środowisko. Tabela 1: Szacunkowe różnice kosztów związanych ze zintegrowanym projektowaniem Działania Koszty Uwagi Koncepcja i wstępny projekt Szczegółowe projektowanie Koszty budowy Koszty eksploatacyjne Usterki budowlane 5-10 % wyższe Na podstawie doświadczeo < 5 % wyższe przy pierwszych projektach 5-10% niższe przy kolejnych projektach 5 10 % wyższe 40 90 % niższe 10 30 % mniej Na podstawie doświadczeo dzięki bardziej szczegółowemu projektowi wstępnemu proces przebiega sprawniej 3-6 % dla budynków pasywnych Na podstawie doświadczeo Dzięki lepszemu planowaniu i kontroli procesu budowy Według raportu Business Case for Green Buildings, zintegrowane projektowanie będzie odgrywało coraz ważniejszą rolę w ograniczaniu kosztów przy jednoczesnej dbałości o jakośd. Zaprojektowanie i wybudowanie budynku przyjaznego dla środowiska nie koniecznie musi więcej kosztowad, zależy to jednak od solidnej strategii ekologicznej. Zintegrowane podejście obejmujące dobrze przemyślany pasywny projekt, obudowę budynku o dobrej izolacyjności cieplnej, efektywne planowanie przestrzenne, w pierwszej kolejności obniżające zapotrzebowanie na energię, w połączeniu z wysokosprawnymi systemami, zapewnia oszczędnośd kosztów w porównaniu z zastosowaniem gotowych rozwiązao 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 efektywnośd pracy i zdrowie użytkowników. Do głównych zalet zintegrowanego projektowania można zaliczyd: Lepszą charakterystykę energetyczną; Mniejszą wbudowaną emisję CO 2 ; Optymalne warunki klimatu wewnętrznego; Niższe koszty eksploatacyjne; Mniejsze ryzyko pojawienia się wad konstrukcyjnych; Większe zaangażowanie użytkowników; Zwiększoną wartośd; Troskę o środowisko poprawiającą wizerunek. Wszystkie te elementy powodują, że stosowanie projektowania zintegrowanego jest coraz częstsze i wszystkie strony związane z procesem tworzenia budynku widzą korzyści dla siebie. Należy jednak zdawad sobie sprawę, że oprócz widocznych zalet w procesie zintegrowanego projektowania pojawiają się przeszkody, które mogą zniechęcad inwestorów czy projektantów do stosowania tej procedury. Do najważniejszych przeszkód można zaliczyd: Niechęd do innowacji; Wrażenie, że zintegrowane projektowanie jest zbyt drogie; Ograniczenia czasowe w pierwszej fazie projektowania; Zbyt duże przywiązanie do standardowych rozwiązao. Można zauważyd, że większośd z przeszkód wynika z nieznajomości procesu i zalet zintegrowanego projektowania. Czasami potrzebne jest pierwsze str. 2
spotkanie wyjaśniające cały proces ID aby inwestor, architekci i projektanci zobaczyli, że początkowe przeszkody są łatwe do usunięcia. Etapy procesu zintegrowanego projektowania Poniżej przedstawiono jak powinien wyglądad proces zintegrowanego projektowania. Chod wytyczne powinny byd dostosowywane do konkretnej sytuacji, istnieje parę cech wspólnych procesu. Poniższy schemat przedstawia jego główne etapy. Rysunek 2. Etapy zintegrowanego projektowania. Proces znajdowania rozwiązao (2) przebiega równolegle do monitorowania postępów w dążeniu do osiągnięcia zamierzonych rezultatów (3). Najczęściej nie jest to prosty proces, więc etap ten powinien trwad 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 zatrudnid 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 koocowej ocenie liczy się jedynie to, czy cele zostały osiągnięte. Poniżej przedstawiono i omówiono w skrócie podstawowe etapy procesu zintegrowanego projektowania. ETAP 0. Koncepcja projektu a) Przedyskutowanie założeo projektu Na samym początku należy przedyskutowad z klientem jego wstępne założenia i wspólnie przyjąd ambitne cele. Może to zostad omówione zarówno w kontekście ceny projektu jak i wyznaczenia celów. Powinno się namawiad klienta na rozwiązania energooszczędne, przedstawiając ich zalety w dłuższej perspektywie czasu. Skutecznym sposobem odciągnięcia uwagi klienta od krótkoterminowego zysku może okazad się zaprezentowanie kosztów w cyklu życia budynku. b) Rozpoczęcie zintegrowanego projektowania i zawarcie umów partnerskich Przy zawieraniu umów z architektami i inżynierami zwykle brakuje zachęt do zastosowania energooszczędnych rozwiązao projektowych. Zapłata za projekt jest na ogół określoną procentowo częścią budżetu inwestycji albo wartością ryczałtową. Zniechęca to projektantów do podejmowania dodatkowych wysiłków, takich jak poprawa charakterystyki energetycznej budynku. Alternatywne sposoby zawierania umów z wykonawcami mogą zachęcid do stosowania zintegrowanego projektowania. Nowe wzory umów dotyczących projektów budowlanych skupiają się na współpracy i znajdywaniu optymalnych rozwiązao fizycznych i technicznych oraz optymalizacji całego procesu budowlanego. ETAP 1. Projektowanie wstępne a) Dobór zespołu projektującego, którego członkowie specjalizują się w różnych dziedzinach, w tym koordynatora zintegrowanego projektowania Członkowie zespołu projektującego powinni byd profesjonalistami w swoich dziedzinach ale powinni również byd nastawieni na bliską współpracę. Umiejętnośd komunikowania się, chęd współpracy i otwartośd musi byd wymagana od wszystkich członków zespołu. Należy także rozważyd 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 zagwarantowad sprawne zarządzanie procesem zintegrowanego projektowania i uniknąd konfliktu interesów. b) 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 uzyskad potrzebne informacje od władz lokalnych oraz sąsiadów. c) Doprecyzowanie celów projektu str. 3
Często dośd szeroki zakres wstępnych wymagao klienta należy przełożyd na jasno określone cele charakterystyki energetycznej i kryteria do spełnienia. Najlepiej jeśli celom nadane są priorytety, żeby zespół projektujący nie miał wątpliwości na co przeznaczyd środki. Cele powinny byd funkcjonalne a nie liczbowe. Na przykład ważniejsze jest zapewnienie komfortowych warunków klimatu wewnętrznego, niż osiągnięcie konkretnych wskaźników wymiany powietrza i zastosowanie danych rozwiązao technicznych. Przy doprecyzowaniu celów projektu należy unikad nakreślania konkretnych rozwiązao, aby projekt zbyt wcześnie nie utkwił na jednym pomyśle. ETAP 2. Iteracyjne rozwiazywanie problemów a) Usprawnienie współpracy pomiędzy architektem, inżynierami i ekspertami poprzez zorganizowanie wspólnej przestrzeni do pracy lub spotkao warsztatowych Bliska współpraca będzie łatwiejsza, jeśli zespół zostanie zebrany w jednym miejscu i będzie mógł wspólnie przedyskutowad kwestie związane z projektowaniem. Jednak by współpraca przebiegała sprawniej, architekci i inżynierowie mogą też stosowad własne metody pracy i sposoby komunikacji. Umiejętnośd komunikowania się, chęd współpracy i otwartośd muszą byd wymagane od wszystkich członków zespołu. Pierwsze spotkanie warsztatowe powinno się odbyd na etapie wstępnego projektowania, by przedstawid model współpracy i poznad 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. b) Zastosowanie zarówno twórczych, jak i analitycznych metod w procesie projektowania Projektowanie można zdefiniowad jako proces cyklicznego rozwiązywania problemów, na który składają się: identyfikacja trudności, gromadzenie danych, doprecyzowanie problemów, tworzenie pomysłów i wybór rozwiązao. Te czynności wymagają zarówno twórczego jak i krytycznego myślenia oraz naprzemiennego analizowania i rozwiązywania problemów. Klient oraz cały zespół projektujący powinien mied świadomośd, że optymalny projekt budynku rzadko powstaje przy pierwszym podejściu. Często potrzeba wielu rund i niepowodzeo, by osiągnąd sukces. c) Dyskusja i ocena wielu koncepcji Należy przeprowadzid otwartą dyskusję na temat schematów rozwiązao odpowiadających celom i priorytetom, kosztów i innych konsekwencji. Trzeba omówid sposoby poprawy różnych rozwiązao pod względem efektywności energetycznej oraz inne skutki ich zastosowania. d) Finalizacja zoptymalizowanego projektu Na koocowym etapie procesu rozwiązywania problemów zwykle zaangażowany jest klient, który decyduje, w którym kierunku ma iśd projekt. Argumenty przemawiające za poszczególnymi rozwiązaniami powinny byd jasno sformułowane i odnosid się do założeo projektu. ETAP 3. Monitorowanie postępów a) Ocena proponowanych rozwiązao projektowych względem założeo Cały proces projektowania i wznoszenia budynku powinien dążyd 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. b) Stworzenie planu kontroli jakości Program zapewnienia jakości zawiera ogólne cele dla budynku. Wartości powinny zostad wyrażone zarówno jako cele, jak i oczekiwania. Ważne, by Program zapewnienia jakości był uwzględniany przy podejmowaniu decyzji i traktowany na równi z budżetem i harmonogramem projektu. Program zapewnienia jakości musi byd później zastąpiony przez Plan kontroli jakości. Jest to narzędzie dla zespołu projektującego i dokument umożliwiający właścicielowi budynku kontrolę i śledzenie realizacji celów. Plan kontroli jakości określa cele ogólne i szczegółowe, postępy na kolejnych etapach planowania i budowy oraz przypisuje odpowiedzialnośd za wykonanie poszczególnych zadao konkretnym osobom. c) Ocena projektu i dokumentowanie osiągnięd na poszczególnych etapach W trakcie procesu projektowania należy monitorowad realizację celów. Przejście z jednego etapu na kolejny jest momentem, w którym ocenia się status projektu, podejmuje ważne decyzje i dokumentuje postępy. Dokumentacja może zawierad uaktualnione plany kontroli jakości, str. 4
budżety, zapotrzebowania na energię i specyfikację zadao. ETAP 4. Oddanie do użytkowania a) Odpowiednie zdefiniowanie celów w dokumentach przetargowych i umowach budowlanych Trzeba upewnid się, że główny wykonawca rozumie i bierze odpowiedzialnośd za realizację celów projektu. Ważne również, by wymagania dotyczące jakości postawione na etapie projektowania były przestrzegane podczas budowy. Należy zwrócid szczególną uwagę na następujące kwestie: dokumenty przetargowe i umowy z wykonawcą, zmiany i alternatywne rozwiązania, parametry techniczne kluczowych komponentów. b) 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, szczelnośd powietrzna, emisja wbudowana materiałów, segregacja odpadów). Zaleca się kontrole na miejscu i częściowe odbiory w trakcie budowy, wraz z odpowiednimi testami jakości. c) Opracowanie instrukcji użytkowania i konserwacji budynku Po zakooczeniu budowy należy zaktualizowad dane projektowe, by przekazad przyszłym zarządcom informacje na temat budynku. W momencie przekazania budynku do użytkowania klient/właściciel powinien otrzymad projekt budowlany odpowiadający stanowi faktycznemu i instrukcję użytkowania. ETAP 5. Eksploatacja a) Sprawdzenie, czy systemy techniczne działają odpowiednio podczas odbioru technicznego budynku W czasie odbioru technicznego ważna jest weryfikacja poprawnego działania wszystkich systemów technicznych w budynku. Każde odstępstwo od założeo powinno znaleźd się w raporcie pokontrolnym. b) Monitorowanie zużycia energii w budynku i satysfakcji użytkowników Monitorowanie zużycia energii jest podstawą całościowej oceny w dłuższej perspektywie czasowej. Powinno zostad zaplanowane w trakcie projektowania i prowadzone przez stronę trzecią po ukooczeniu budowy. Najlepiej aby monitorowane było wiele czynników składających się na charakterystykę budynku, by na podstawie zestawu danych otrzymad pełen obraz. Podsumowanie W tekście przedstawiono ideę zintegrowanego projektowania, podano zalety oraz przeszkody w jego stosowaniu a ostatecznie przedstawiono kolejne ogólne etapy tego podejścia. Cały materiał powstał w oparciu o wyniki projektu MaTrID (Market Transformation Towards Nearly Zero Energy Buildings Through Widespread Use of Integrated Energy Design - Transformacja rynku ku niemal zerowemu zużyciu energii poprzez powszechne stosowanie zintegrowanego projektowania). Celem projektu MaTrID jest wsparcie realizacji budynków o niemal zerowym zużyciu energii. Kluczowym elementem w projektowaniu tego typu budynków jest odpowiedni projekt budowlany. Zintegrowane projektowanie energetyczne (IED) ma na celu zmniejszenie złożoności procesu projektowania i ułatwienie interakcji między członkami zespołu projektowego. Zastosowanie IED pozwala zapewnid najlepsze rozwiązanie dla całego budynku. Artykuł ten jest tylko zebraniem podstawowych wyników projektu natomiast więcej informacji oraz dodatkowe narzędzia można znaleźd na stronie poświęconej projektowaniu zintegrowanemu: www.zintegrowaneprojektowanie.pl str. 5