Projekt stron tytułowych Przemysław Spiechowski

Wydawca Agnieszka Nowak

Redaktor prowadzący Jolanta Kowalczuk

Redaktor Barbara Nowak

Produkcja Mariola Grzywacka

Współwydawca:

Wyższa Szkoła Ekologii i  Zarządzania w  Warszawie

Copyright © by  Wydawnictwo Naukowe PWN SA

Warszawa 2012

eBook został przygotowany na  podstawie wydania papierowego z  2012 r., (wyd. I)

Warszawa 2019

ISBN 978-83-01-20556-0

Wydawnictwo Naukowe PWN SA

02-460 Warszawa, ul. Gottlieba Daimlera 2

tel. 22  69 54  321, faks 22  69 54  288

infolinia 801 33  33 88

e-mail: pwn@pwn.com.pl; reklama@pwn.pl

www.pwn.pl

Skład wersji elektronicznej na  zlecenie Wydawnictwa Naukowego PWN: mobisfera.pl

Janusz Marchwiński

Absolwent Wydziału Architektury Politechniki Śląskiej (1998), Podyplomowych Studiów z Konserwacji Zabytków tamże (1999) oraz studiów doktoranckich na Wydziale Architektury Politechniki Warszawskiej (2004). W 2005 r. uzyskał tytuł doktora nauk technicznych. Praca doktorska otrzymała nagrodę Ministra Infrastruktury i Budownictwa. Od 2006 r. zatrudniony w Wyższej Szkole Ekologii i Zarządzonia w Warszawie, obecnie na stanowisku docenta. Jest autorem lub współautorem wielu prac naukowo-badawczych z obszaru współczesnej architektury proekologicznej, ze szczególnym uwzględnieniem wykorzystdnid technologii słonecznych (2 monografie, kilkadziesiąt artykułów w czasopismach naukowych i popularno-naukowych, kilkanaście referatów konferencyjnych w kraju i za granicą, udział w dwóch grantach MNiSW). Ponadto autor kilkudziesięciu projektów architektonicznych, głównie budynków mieszkalnych i oświatowo-usługowych. Członek Mazowieckiej Okręgowej Izby Architektów oraz Polskiego Towarzystwa Fotowoltaiki.

Katarzyna Zielonko-Jung

Absolwentka Wydziału Architektury Politechniki Gdańskiej (1996) oraz studiów doktoranckich na Wydziale Architektury Politechniki Warszawskiej (2002). W 2003 r. uzyskała tytuł doktora nauk technicznych, rozprawa wyróżniona przez Radę Wydziału WAPW oraz w konkursie Ministra Infrastruktury i Budownictwa. Od 1997 r. związana z Pracownią Projektowania Ekologicznej Architektury Ekologicznej na Wydziale Politechniki Warszawskiej, od 2004 r. zatrudniona na stanowisku adiunkta, od 2008 r. jako kierownik Samodzielnej Pracowni Architektury Ekologicznej. Jest autorką lub współautorką wielu prac naukowo-badawczych poświęconych proekologicznym aspektom współczesnej architektury (1 monografia, kilkadziesiąt artykułów w czasopismach naukowych, kilkanaście referatów konferencyjnych, udział w kilku grantach MNiSW) oraz projektów architektonicznych i wnętrz. Członek Stowarzyszenia Architektów Polskich, Mazowieckiej Okręgowej Izby Architektów oraz Polskiego Towarzystwa Energetyki Słonecznej.

Spis treści

Wprowadzenie

1. Kontekst ekologiczny współczesnej architektury

1.1. Kontekst ekologiczny na tle idei zrównoważonego rozwoju

1.1.1. Bezpośredni kontekst ekologiczny

1.1.2. Pośredni kontekst ekologiczny

1.2. Cele i postulaty architektury proekologicznej

1.2.1. Cele i postulaty prośrodowiskowe

1.2.2. Cele i postulaty prohumanistyczne

1.3. Sposoby realizacji celów i postulatów architektury proekologicznej

2. Materiały budowlane

2.1. Wyrób budowlany a środowisko

2.2. Współczesne koncepcje wykorzystania materiałów tradycyjnych i nisko przetworzonych

2.2.1. Ziemia

2.2.2. Drewno

2.2.3. Kamień

2.2.4. Papier

2.3. Materiały uprzemysłowione

2.4. Materiały nowej generacji

2.4.1. Materiały o udoskonalonych właściwościach

2.4.2. Materiały typu smart

2.5. Przykłady budynków wykorzystujących proekologiczne materiały budowlane

2.6. Konsekwencje architektoniczne stosowania proekologicznych rozwiązań materiałowych

3. Relacje budynku z otoczeniem

3.1. Znaczenie uwarunkowań lokalizacyjnych

3.2. Wpływ czynników otoczenia na elementy projektowania w skali mikrourbanistycznej

3.2.1. Zagospodarowanie przestrzenne otoczenia budynku

3.2.2. Rodzaj powierzchni terenu

3.2.3. Ukształtowanie powierzchni terenu

3.2.4. Orientacja i forma przestrzenna budynku

3.3. Przykłady budynków o proekologicznym podejściu do określenia ich relacji z otoczeniem

3.4. Konsekwencje architektoniczne rozwiązań proekologicznych w relacji budynku z otoczeniem

3.4.1. Forma i jej orientacja

3.4.2. Kontakt z otoczeniem

3.4.3. Zagospodarowanie terenu

3.4.4. Zagadnienia komunikacyjne

4. Przestrzeń i instalacje

4.1. Przestrzeń w architekturze proekologicznej

4.1.1. Kształtowanie przestrzeni

4.1.2. Charakterystyczne elementy przestrzenne

4.2. Instalacje w architekturze proekologicznej

4.2.1. Instalacje wykorzystujące odnawialne źródła energii

4.2.2. Inne wybrane instalacje energooszczędne i przyjazne środowiskowo

4.2.3. Optymalizacja funkcjonowania instalacji w budynku

4.3. Przykłady budynków z przestrzenią i instalacjami o charakterze proekologicznym

4.4. Konsekwencje architektoniczne projektowania budynków z przestrzenią i instalacjami o charakterze proekologicznym

5. Obudowa budynku

5.1. Znaczenie środowiskowe elewacji budynku

5.2. Czynniki wpływające na optymalizację środowiskową elewacji

5.2.1. Relacja powierzchni pełnych do przeszkleń

5.2.2. Szczelność dla przepływu powietrza

5.2.3. Izolacyjność termiczna

5.2.4. Technologia wykonania

5.2.5. Ochrona transparentnych przegród przed nadmiarem promieniowania słonecznego

5.2.6. Zieleń

5.2.7. Systemy pasywnie i aktywnie pozyskujące energię

5.2.8. Wykończenie zewnętrzne

5.2.9. Koncepcje Polyvalent Wall

5.3. Przykłady budynków z zastosowaniem rozwiązań proekologicznych w obudowie zewnętrznej

5.4. Konsekwencje architektoniczne stosowania rozwiązań proekologicznych w obudowie budynku

6. Proces projektowania budynków proekologicznych

6.1. Złożoność i zmienność systemu architektury proekologicznej

6.2. Zintegrowany proces projektowania

6.3. Metody badawcze

6.4. Ocena wartości ekologicznej

Zakończenie

Bibliografia

Wprowadzenie

Nurt ekologiczny w architekturze ma genezę w kryzysach energetycznych lat 70. XX w. Wzrost cen ropy naftowej, a w konsekwencji pozostałych paliw kopalnych, spowodował konieczność poszukiwań alternatywnych - jak się wówczas określało -źródeł energii. Problem ten zbiegi się w czasie z ruchami i inicjatywami proekologicznymi. które miały swą podbudowę już w latach 60. XX w. Publikacja Rachel Carson z 1962 r. Milcząca wiosna[1] jest uznawana obecnie za jeden z pierwszych przejawów akcentowania konieczności ochrony środowiska naturalnego przed degradującym wpływem człowieka. W 1969 r. Sekretarz Generalny, Sithu U Thant, ogłosił na polecenie zgromadzenia narodowego ONZ raport Człowiek i jego środowisko, w którym przedstawiono skalę zagrożeń związanych z niszczeniem środowiska naturalnego. Raport miał ogromne znaczenie w usankcjonowaniu i wprowadzeniu na szczebel instytucjonalny problemu ochrony środowiska naturalnego w skali globalnej. W konsekwencji w latach 70. i 80. XX w. liczne kraje zainicjowały programy promujące poszanowanie energii w budownictwie. W 1987 r. Światowa Komisja ds. Środowiska i Rozwoju ONZ ogłosiła tzw. Raport Brundtland Nasza Wspólna Przyszłość[2], w którym przedstawiono politykę harmonijnego wzrostu, nazwanego rozwojem zrównoważonym (sustainable development). Pięć lat później, na Światowej Konferencji Narodów Zjednoczonych w Rio de Janeiro[3] uściślono definicję rozwoju zrównoważonego, którą ujęto w formie 27 zasad. Deklaracja z Rio sformułowała podstawowe zasady ochrony środowiska naturalnego oraz kierunek rozwoju ludzkości, które zostały przedstawione w załączniku do deklaracji pod nazwą „Agenda 21” - Globalny Program Działań z myślą o XXI w.

Od czasu konferencji w Rio de Janeiro obserwuje się wzmożone zainteresowanie sprawami ochrony środowiska, które coraz silniej przenika na grunt budownictwa i architektury, znajdując odbicie w licznych realizacjach i inicjatywach legislacyjnych, programowych, naukowych, edukacyjnych i in.

Konieczność poszukiwania technologii i rozwiązań gwarantujących racjonalne gospodarowanie zasobami środowiska naturalnego staje się istotnym problemem współczesnego budownictwa. Problem ten jest jednym z podstawowych postulatów architektury zrównoważonego rozwoju (sustainable architecture). Wiąże się on ściśle z dążeniem do zapewnienia użytkownikom odpowiednich warunków życia i pracy -komfortu fizycznego środowiska wnętrz, elastycznych, zdolnych do rearanżacji przestrzeni, gwarantujących wysoką jakość estetyczną oraz kontakt z naturalnymi warunkami otoczenia. Niniejsze opracowanie koncentruje się na działaniach architektonicznych, prowadzących do tak określonego celu, analizując je na wybranych przykładach i przedstawiając jako strategię współdziałania rozwiązań, które autorzy nazwali proekologicznymi. Są one bardzo liczne i mocno zróżnicowane, min. ze względu na stopień zaawansowania technologicznego, począwszy od tych opartych na tradycji lub wyraźnie nią inspirowanych, po innowacyjne i zaawansowane technologicznie. Zaliczyć do nich należy zarówno określone decyzje architektoniczne (np. uformowanie budynku, orientacja, układ przestrzeni wewnętrznych), rozwiązania budowlane (np. ściany akumulacyjne, wieże wiatrowe), jak i urządzenia czy instalacje (np. systemy aktywnie pozyskujące energię, systemy sterujące).

Głównym celem tego opracowania jest próba całościowej i w miarę możliwości głębokiej, wielopłaszczyznowej analizy tych rozwiązań jako elementów strategii tworzenia architektury proekologicznej. Zostały one usystematyzowane oraz zaprezentowane w poglądowy sposób z wykorzystaniem przykładów współczesnych realizacji i projektów architektonicznych. Na podstawie informacji zaczerpniętych z literatury oraz własnych badań sformułowano wytyczne dotyczące ich projektowania. Określono także, w jaki sposób poszczególne rozwiązania mogą być powiązane z innymi, tworząc efektywne systemy. Przeprowadzono również analizę ich wpływu na zagadnienia natury architektonicznej, takie jak: uwarunkowania lokalizacyjne, układ przestrzenno-funkcjonalny budynku, konstrukcję, formę czy efekty plastyczne. Zbadanie tych relacji pozwala na lepsze zrozumienie zależności zachodzących między architekturą a technologią i wnikliwe spojrzenie na rozwiązania proekologiczne, nie jako na elementy indywidualne, oderwane od struktury budynku, ale jako części współtworzące całość, czyli obiekt architektoniczny.

Jednym z celów opracowania, podjętym w dalszej części, było także zarysowanie charakterystyki procesu projektowania budynków proekologicznych, który różni się od tradycyjnie stosowanych metod. Wymaga on precyzyjnej analizy istniejących uwarunkowań i racjonalnie określonych założeń projektowych, a w dalszych fazach - aktywnej współpracy interdyscyplinarnej oraz zaawansowanych metod badawczych.

Praca składa się z sześciu rozdziałów. W pierwszym rozdziale zawarto próbę syntetycznego nakreślenia kontekstu ekologicznego współczesnej architektury. Zaprezentowano, w jaki sposób rozumiane są cele i postulaty proekologiczne oraz jak mieszczą się w znacznie szerszym nurcie idei rozwoju zrównoważonego.

Kolejne rozdziały (2-5) zawierają prezentację rozwiązań proekologicznych stosowanych we współczesnej architekturze. Z racji ich zróżnicowania co do formy i zakresu stosowania podzielono je na cztery grupy, przy czym każdej z nich przypisano jeden rozdział. W każdym rozdziale zastosowano analogiczną metodę prezentowania - od znaczenia, jakie dane rozwiązanie ma dla określonych procesów zachodzących w budynku, poprzez zasady projektowania danego rozwiązania, odniesienia do konkretnych przykładów, po nakreślenie konsekwencji architektonicznych jego stosowania.

I tak, rozdział 2 dotyczy materiałów i wyrobów budowlanych. Mają one największe znaczenie dla zawartości energetycznej budynku (tzw. energii wbudowanej) oraz dla określenia przebiegu cyklu istnienia budynku. W rozdziale tym nakreślono związane z tym zagadnienia oraz zaprezentowano materiały budowlane stosowane w budynkach proekologicznych z podziałem na tradycyjne, uprzemysłowione i materiały nowej generacji. Określono także, w jaki sposób decyzje materiałowe w tym zakresie kształtują architekturę budynku.

Rozdział 3 opisuje relacje, jakie tworzy budynek z otaczającym środowiskiem. Zrozumienie uwarunkowań klimatycznych i przestrzennych charakteryzujących lokalizację budynku i „odpowiedź” na nie przez formę, usytuowanie oraz zagospodarowanie projektowanego obiektu jest jednym z podstawowych założeń architektury proekologicznej. W rozdziale tym zaprezentowano rozwiązania w zakresie decyzji co do kształtu budynku i jego relacji z czynnikami środowiska naturalnego (słońce, wiatr, tereny zieleni, zbiorniki wodne) oraz zbudowanego (sąsiednie budynki, powierzchnie utwardzone itp). W końcowej części rozdziału 3, dotyczącej zagadnień architektonicznych, pokazano rozwiązania i wytyczne z uwzględnieniem realnych możliwości wynikających z uwarunkowań urbanistycznych działki i wymagań architektonicznych projektowanego obiektu.

Rozdział 4 odnosi się do rozwiązań przestrzennych budynków i instalacji. Te dwa rozdzielne, wydawałoby się, zagadnienia ujęto w jednym rozdziale, gdyż dzięki temu uwidoczniono ścisły związek między nimi. Rozwiązania przestrzenne, działające najczęściej jako elementy pasywnie pozyskujące energię lub wykorzystujące naturalne procesy fizyczne (np. efekt kominowy, konwekcja, wykorzystanie wiatru), we współczesnych budynkach są bowiem wspierane działaniem systemów instalacji. Dzięki instalacjom możliwe jest kontrolowanie wielu procesów naturalnych i sterowanie nimi, a także przejęcie kontroli nad klimatem wewnętrznym w niesprzyjających warunkach. Stanowią one także bazę dla systemów aktywnie pozyskujących energię. Stosowane obecnie liczne proekologiczne rozwiązania przestrzenne i instalacyjne zostały usystematyzowane i omówione, a także przedstawione z perspektywy zagadnień architektonicznych.

Rozdział 5 dotyczy obudowy zewnętrznej, która jako płaszczyzna oddzielająca wnętrze budynku od jego otoczenia, odgrywa bardzo ważną rolę w procesie wymiany energii między tymi dwoma środowiskami. Omówiono min. kwestie materiałowe z uwzględnieniem zalecanych proporcji między powierzchniami pełnymi a przeszklonymi oraz problemy ochrony powierzchni przeszklonych przed nadmiarem promieniowania słonecznego w okresach gorących. Pokazano kilka rozwiązań elewacyjnych - mniej lub bardziej kompleksowych prób regulowania procesów fizycznych, zachodzących w budynku (wentylacja naturalna, ochrona przed utratą ciepła, przegrzewaniem, transport światła dziennego). Ostatnia część tego rozdziału odnosi zasady projektowania obudowy budynków proekologicznych do problemów natury architektonicznej.

Ostatni rozdział 6 jest poświęcony procesowi projektowania budynków zrównoważonych środowiskowo. Informacje zaw arte w poprzednich rozdziałach składają się na obraz budynku proekologicznego jako złożonego systemu powiązanych ze sobą rozwiązań, które oprócz tego, że spełniają założenia proekologiczne, powinny składać się na obiekt architektoniczny wpisany w kontekst miejsca, dobrze spełniający swoje przeznaczenie funkcjonalne, niosący doznania estetyczne czy duchowe. Odpowiedź, w jaki sposób projektować tego rodzaju budynki, stanowi niezbędny element dopełniający zakres pracy. W rozdziale nakreślono podstawowe różnice między tradycyjnym procesem projektowania a tym. który uwzględnia problemy prośrodowiskowe. Ponadto omówiono poszczególne fazy projektowania ze wskazaniem kolejności podejmowania decyzji co do rozwiązań omawianych w poprzednich rozdziałach. Przedstawiono także opracowywane współcześnie teorie dotyczące zintegrowanego procesu projektowania oraz narzędzia technologiczne, które wspierają projektowanie budynków proekologicznych.

1 Kontekst ekologiczny współczesnej architektury

Ekologia jest nauką badającą związki między organizmami żywymi a środowiskiem abiotycznym. Określenia ekologia, ekologiczny są często używane w języku potocznym w szerokim i czasem nieprecyzyjnym sensie znaczeniowym, nie zawsze związanym z ekologią jako nauką. Często odnoszą się do sozologii, tj. nauki o ochronie środowiska, lub samej ochrony środowiska jako takiej. Wynika to po części z rosnącego zakresu znaczeniowego słowa ekologia. Jak zauważa Andrzej Baranowski: „współcześni ekolodzy rozszerzyli pole swych badań na funkcjonowanie środowiska, pojmowanego jako naturalny w swej genezie system ekologiczny, przekształcany i użytkowany przez człowieka wraz z interakcjami zachodzącymi między nim a tworzonym przez człowieka systemem technicznym. Wzajemne oddziaływanie systemów przyrodniczego i technicznego odbywa się na wielu płaszczyznach […]. Dwa silnie wzajemnie oddziałujące systemy można rozpatrywać jako jeden nadsystem; współczesna ekologia odnosi się w tym rozumieniu do całego nadsystemu przyrodniczo-technicznego”[4].

Rosnący zasięg problematyki ekologicznej dotyczy także rozszerzenia zakresu semantycznego. Oprócz określonej dyscypliny naukowej, ekologia stała się też ideologią, światopoglądem, stosunkiem do otaczającej nas rzeczywistości. Pojawiły się takie pojęcia jak: etyka ekologiczna, filozofia ekologiczna, kultura ekologiczna, polityka ekologiczna[5]. Tak szerokie spojrzenie na sprawy ekologii dotyka też architektury jako wielodyscyplinarnej dziedziny wiedzy.

Ekologiczny kontekst architektury stanowi obecnie szeroko zakreśloną relację człowiek-budynek (środowisko zbudowanej-środowisko przyrodnicze wraz z jej konsekwencjami. W przeciwieństwie do ekologii klasycznej kontekst ten ma wymiar aplikacyjny, tzn. nie tylko poznawczy, ale i decyzyjny. Architektura przez przekształcanie środowiska ma silę sprawczą poprawy związków w systemie techniczno-przyrodniczym. Czy ta ingerencja będzie skuteczna, zależy od zrozumienia mechanizmów określających te związki, które z kolei pozwalają na trafne zdefiniowanie celów i postulatów ekologicznych oraz sposobów ich realizacji. Kontekst ekologiczny współczesnej architektury staje się w ten sposób istotnym elementem postępu cywilizacyjnego, który dziś postrzegamy jako rozwój zrównoważony.

1.1. Kontekst ekologiczny na tle idei zrównoważonego rozwoju

Zagadnienia ekologii w budownictwie i architekturze wpisują się w szeroki nurt idei zrównoważonego rozwoju. Idea ta stanowi obecnie najszerszą formulę definiującą postęp cywilizacyjny, wyrażony relacją człowieka i jego działalności ze środowiskiem naturalnym.

Zrównoważony rozwój (sustainability, sustainable development) został po raz pierwszy zdefiniowany w 1988 r. wBrundtland Report, jako „rozwój, który jest w stanie sprostać potrzebom teraźniejszości bez zmniejszania możliwości przyszłych pokoleń w zaspokajaniu swoich potrzeb”[6][7]. Oznacza rozwój, w którym konsumowane zasoby będą na każdym etapie rekompensowane przez wprowadzanie nowych zasobów o podobnej wartości i użyteczności. W przypadku sektora budownictwa żądanie „spłaty” konsumowanych zasobów, i to dodatkowo w odpowiednim przedziale czasowym, jest trudne do zrealizowania. W zaadaptowanej na potrzeby budownictwa definicji zrównoważonego rozwoju akceptowalne jest wydobywanie i użytkowanie nawet znacznej ilości zasobów pod warunkiem, że zasoby te są odnawialne lub występują na Ziemi w ilości praktycznie niewyczerpalnej. Akceptowany jest również pewien poziom odpadów i zanieczyszczeń, jeżeli nie przekracza on stopnia tolerancji naszej planety. W definicji tej zauważa się, że „zrównoważony rozwój” nie musi koniecznie oznaczać samowystarczalności i autonomiczności, czego domagano się w Brundtland Report.

Ogólne pojmowanie tak określonej formy rozwoju uległo transformacji znaczeniowej, polegającej na przeniesieniu ciężaru z zagadnień etyczno-społecznych na prawdopodobnie bardziej przyswajalne w odbiorze społecznym zagadnienia ekologii. Zdaniem Baranowskiego „w klasycznej definicji zrównoważonego rozwoju sformułowanej w raporcie Brundland Commission pojęcie równowagi odnosiło się przede wszystkim do idei równości międzypokoleniowej: zrównoważony rozwój to rozwój zdolny do zaspokajania potrzeb współczesnych w sposób nie naruszający możliwości zaspokojenia potrzeb przyszłych pokoleń. Jednakże koncepcja równowagi pojawia się u podstaw paradygmatu zrównoważonego rozwoju przede wszystkim jako postulat doprowadzenia do równowagi między ograniczonymi zasobami środowiska i jego potencjalem samoregulacyjno-odpornościowym a bezrozumnie rosnącymi potrzebami cywilizacji konsumpcyjnej, równowagi między środowiskiem naturalnym i społeczno-kulturowym”[8].Transformacja ta zmierza zatem w kierunku akcentowania szeroko rozumianych problemów ekologicznych. Kontekst ekologiczny w budownictwie i architekturze staje się dominujący, ale nie jedyny. Projektowanie zrównoważone bierze pod uwagę całą złożoność ekologii, łącznie z aspektami poprawy życia.

Baranowski, wychodząc z założenia, że „idea zrównoważonego projektowania architektonicznego nie może być rozważana z pominięciem całokształtu uwarunkowań cywilizacyjnych”, zauważa poza ekologicznym, także inne konteksty, min.: filozoficzno-etyczny, naukowy, ekonomiczny, społeczny, estetyczno-semantyczny i przestrzenno-techniczny[9].

Znamienne jest, że idea zrównoważonego rozwoju, łącząc wszystkie te zagadnienia, sprawia, iż następuje ich wzajemne przenikanie, które nie pozwala na przeprowadzenie między nimi klarownej, jednoznacznej granicy. Kontekstualność zrównoważonego rozwoju wynika z potrzeby usystematyzowania obszerności znaczeniowej tej idei. Prowadzi to z kolei do wycinkowego, a przez to niepełnego zobrazowania problematyki. Jest też źródłem nieporozumień. Dość powszechne, acz mylne przekonanie, że projektowanie zrównoważone jest synonimem projektowania budynków energooszczędnych, wynika z wycinkowego akcentowania potrzeb oszczędności materiałowej i energetycznej w zrównoważonym rozwoju.

Rozpatrywanie idei zrównoważonego rozwoju w budownictwie przez pryzmat ekologii jest wszechobecne, nawet jeżeli dotyczy problemów niezwiązanych bezpośrednio z ekologią. Zagadnienia ekologii przenikają do problematyki z obszaru ekonomii, filozofii i wielu innych. Wymusza to przede wszystkim konieczność nadania kontekstowi ekologicznemu w architekturze jak najszerszego zasięgu oraz traktowania go jako zespołu zagadnień nie tylko dotyczących bezpośrednio problematyki ekologicznej, ale także wiążących się z nią pośrednio na płaszczyźnie wielodyscyplinarnej. Posługując się terminologią systemową, należy dążyć do zdefiniowania nie tylko systemu architektury proekologicznej jako takiego, ale także ukazania go w tzw. otoczeniu systemowym jako siły mającej potencjał oddziaływania na ten system.

1.1.1. Bezpośredni kontekst ekologiczny

Kontekst środowiskowy

Kontekst ekologiczny zrównoważonego rozwoju w budownictwie i architekturze ma silne zabarwienie prośrodowiskowe. Odniesienia do ochrony środowiska naturalnego zawarto w deklaracji ONZ na wspomnianej we wstępie konferencji Środowisko i Rozwój w Rio de Janeiro w 1992 r., którą uważa się za podsumowującą wcześniejsze formuły zrównoważonego rozwoju.

Oblicza się, że sektor budownictwa jest dziś bezpośrednio odpowiedzialny za 50% konsumpcji globalnej energii wytwarzanej w ciągu roku. W relacji ze środowiskiem naturalnym jego charakter jest wyraźnie konsumpcyjny, czego efektem jest wzrost zagrożeń środowiska naturalnego w skali globalnej, takich jak zmiany klimatyczne czy zniszczenie obecnej różnorodności biologicznej. Dążenie do zahamowania dalszej degradacji środowiska przez ciągły przyrost struktur budowlanych znajduje wyraz w zmianie filozofii pojmowania procesu budowlanego i jego efektów. Ekologiczne, prośrodowiskowe podejście cechuje się poszerzonym spojrzeniem na budynek w kategoriach jego „cyklów życiowych", które bierze pod uwagę okres już od fazy projektowania i analiz, na rozbiórce budynku skończywszy. Podejście to ponadto nosi znamiona podejścia systemowego, w którym wyraźnie definiuje się system oraz relacje z jego otoczeniem. W zależności od potrzeby uwypuklenia podejmowanego problemu system oraz oddziaływania wejściowe i wyjściowe definiowane są na różne sposoby. Niezmienny pozostaje natomiast układ, w którym system stanowi budynek lub w szerszym spojrzeniu środowisko zbudowane: wejście - zapożyczenia środowiskowe, wyjście z systemu natomiast efekty działalności budowlanej.

W modelu, nazwanym „obciążający wpływ cyklu życiowego budynku na środowisko'’, budynek jest rozpatrywany jako system złożony z elementów, które w porządku chronologicznym składają się na cykl jego „życia”, tzn. wznoszenie, użytkowanie, remonty, rozbiórka (ryc. l.l)[10].

Każdy z tych elementów w systemie zamkniętym oddziałuje na kolejny, przy czym fazy użytkowania i renowacji tworzą układ lokalnego sprzężenia zwrotnego. Wejście do systemu stanowią podstawowe elementy środowiska potrzebne do realizacji zamierzenia budowlanego: woda, materiały i energia. Wyjście z systemu zdefiniowane jest jako efekty wszystkich cyklów życia budynku w postaci zanieczyszczeń, emisji ciepła i gazów cieplarnianych, odpadów itp. Należy zauważyć, że w modelu tym wskazuje się na obciążenie środowiska nie tylko przy wyjściu z systemu, ale także jako wynik oddziaływania wejściowego. Oznacza to, że w podejściu prośrodowiskowym rozpatruje się nie tylko bezpośredni wpływ budynku na otoczenie, tzn. w trakcie lub po jego realizacji, lecz również w fazie przedwykonawczej.

Podejście prośrodowiskowe uwzględnia jednokierunkowe oddziaływanie środowiska antropogenicznego na środowisko naturalne, stanowiąc tym samym wycinek holistycznego kontekstu ekologicznego. W tym rozumieniu człowiek i jego działalność występują jedynie w roli czynnika przekształcającego system środowiska naturalnego, nie podlegając przy tym oddziaływaniom zwrotnym.

Rycina 1.1. Model obciążającego wpływu cyklu życia budynku na środowisko (wg Nikken Sekkei)

Kontekst humanistyczny

Kontekst ekologiczno-humanistyczny architektury budynku jest rozpatrywany zgodnie z modelem oddziaływań w relacji budynek-użytkownik-środowisko naturalne, w którym człowiek staje się podmiotem, co zresztą jest szczególnie bliskie architekturze jako nauce i działalności utylitarnej, u podstaw której leży służba człowiekowi. W koncepcji zaproponowanej przez Zygmunta Szparkowskego[11] na system ekologiczny składają się trzy elementy: środowisko zbudowane (fizyczne), które w pewnym uproszczeniu można rozumieć jako budynek, procesy oddziaływania na użytkownika oraz stan użytkownika, będący wyjściem z systemu. Cały system ekologiczny jest częścią nadsystemu, nazwanego systemem architektury, i stanowi ostatnie jego ogniwo, które podlega bezpośredniemu wpływowi procesów użytkowania budynku. Środowisko naturalne jest traktowane jako otoczenie systemu, co oznacza, że koncepcja ta skupia się na relacjach budynek-człowiek podlegających wpływowi środowiska naturalnego. Środowisko naturalne nie stanowi elementu systemu, podobnie jak w podejściu prośrodowiskowym nie stanowi go człowiek[12].

1.1.2. Pośredni kontekst ekologiczny

Kontekst ekologiczno-etyczny

Ogólna idea zrównoważonego rozwoju, w której nawołuje się do racjonalnych zachowań z myślą o przyszłych pokoleniach, ma silne zabarwienie etyczne. Kontekst ekologiczno-etyczny leży u źródeł tej idei i dotyczy każdej działalności człowieka, również architektury i budownictwa. Podkreśla się rolę odpowiedzialności i myślenia ekologicznego, które w krajach rozwiniętych o wysokiej świadomości ekologicznej ich mieszkańców coraz silniej zakorzeniają się w kanonach etyki zawodów budowlanych. Obecna dominacja tofflerowskiej technosfery i jej negatywne środowiskowe skutki powodują, że imperatywem dla współtworzących tę sferę architektów staje się współudział w poszukiwaniu rozwiązań prośrodowiskowych. Zwrot ku ekologii w budownictwie i architekturze nie jest i, co często podkreślane, nie może być już dziś traktowany jako moda, przemijający styl czy też tymczasowe remedium na zaistniałe problemy. Akcentuje się ważną rolę postawy etycznej w projektowaniu proekologicznym, w którym troska o środowisko jest również imperatywem moralnym.

Etyka, podobnie jak ekologia, rozszerza swój zakres znaczeniowy. Dość nowy nurt filozoficzno-etyczny, nazwany etyką środowiskową, zakłada nie tylko pojmowanie etyki w kategoriach moralności stanowiącej postawę wobec człowieka, ale także wobec bytów nieosobowych. Spośród czterech norm postępowania Taylora, zgodnych z etyką środowiskową, tzn. nieszkodzenia, nieingerencji, wierności i sprawiedliwości, pierwsza z nich i częściowo druga szczególnie silnie nawołują do postaw tworzenia budowlanego i architektonicznego. Chodzi tu o postawę wobec środowiska naturalnego zgodną z przekonaniem Aldo Leopolda, według którego przedmiotem powinności moralnych człowieka jest całość ekosystemu.

W teorii tzw. głębokiej ekologii Arne Naessa wykracza się poza zagadnienia etyki środowiskowej i kształtuje postawę życiową we wszystkich przejawach życia ludzkiego. Na tym tle odnajdujemy szczególną rolę architektury jako dziedziny, której efekty działalności mają potencjał oddziaływania na człowieka i kreowania jego postaw.

Kontekst ekologiczno-ekonomiczny

Włączenie do rachunku ekonomicznego zagadnień ekologicznych powoduje transformację ekonomii klasycznej jako ekonomii kapitału, opartej na badaniach procesów gospodarowania w warunkach cywilizacji industrialnej, w której podstawą rozwoju jest rynek i pieniądz. Zdaniem Baranowskiego „krytyka cywilizacji industrialnej zakwestionowała fetyszyzowanie ekonomii jako dyscypliny ustanawiającej i utrwalającej modus posiadania (mieć) jako wzorzec cywilizacyjny i tym samym deprecjonujący modus bycia”. Zdaniem Bazylego Poskrobki[13] ..błędnie zakłada się, że pieniądz pozwala kwantyfikować wszystkie elementy składowe procesu gospodarowania i porównać je ze sobą. Rynek nie dostrzega bowiem wartości funkcji przyrodniczych i społecznych pełnionych przez ekosystemy czy też nieracjonalności zachowań konsumentów z punktu widzenia trwałości rozwoju ludzkiego. Nie odzwierciedla również pełnych kosztów produkcji dóbr i usług. Ceny rynkowe nie odzwierciedlają więc prawdy ekologicznej”. Trzeba dodać, że cywilizacja industrialna w rozwoju sfery gospodarczej zignorowała przyrodę, a uniezależnienie się od niej stało się jednym z ważniejszych mierników rozwoju cywilizacyjnego.

Obecnie doświadczamy przewartościowania poglądu na relacje między gospodarką, społeczeństwem i środowiskiem. Z punktu widzenia ekonomii, wdrażanie idei zrównoważonego rozwoju jest narzędziem przezwyciężenia kryzysów społecznych i ekologicznych, wymagającym rozwiązania problemów procesu ekologizacji ekonomii. Proces ten, wg Poskrobki, przebiega wieloaspektowo i obejmuje m.in.:

• włączanie elementów środowiska i środowiskowych skutków działalności w mechanizm gospodarki rynkowej;

• rekompensowanie skutków i ograniczenie zanieczyszczeń;

• postrzeganie i analizę procesów gospodarowania przez pryzmat naturalnych mechanizmów biologicznych, zarówno w sferze przyrodniczej, jak i społeczno-gospodarczej.

Oznacza to, że rozwój gospodarczy obok kryteriów ekonomicznych wymaga uwzględnienia kryteriów etycznych i ekologicznych.

Wywodzący się z filozoficzno-etycznej teorii głębokiej ekologii nurt biocentryczny zakłada, że przyroda jest kolebką i podstawą wszelkich bytów ożywionych. Oznacza to podporządkowanie działalności gospodarczej i pozagospodarczej człowieka możliwościom ekosystemów, jako systemów o ograniczonej możliwości akceptacji oddziaływań antropogenicznych (tzw. antropopresji). Na kanwie tego nurtu pojawiły się nowe obszary badań z zakresu ekologizacji ekonomii, m.in. ekonomia ekologiczna i ekologia środowiskowa.

W dużym uproszczeniu ekonomię ekologiczną można scharakteryzować jako częściowo, a w skrajnych postawach całkowicie, odrzucającą założenia substytucyjności podstawowych elementów kapitału naturalnego z kapitałem społecznym. Założenia te nie pozwalają jednak na realny rozwój gospodarczy i, jakkolwiek ambitne, mają niewielkie szanse wdrożeniowe. Przekładając to na obszar działalności budowlanej, ekonomia ekologiczna praktycznie wyklucza odwoływanie się do pozaśrodowiskowych aspektów sztuki budowlanej i wymusza kreowanie ortodoksyjnych postaw ekologicznych, nie pozwalających na jakikolwiek uszczerbek zasobów kapitału naturalnego.

Jako bardziej realistyczna jawi się koncepcja ekonomii środowiskowej, w której zakłada się, że kapitał naturalny i kapitał wytworzony przez człowieka są substytutami. Warunkiem trwałości w ekonomii środowiska jest zasada, że suma kapitału naturalnego i wytworzonego przez człowieka ma być stała^11. Koncepcja oparta na trwałości słabej, w której zasoby środowiska naturalnego mogą być rekompensowane przez kapitał wytworzony przez człowieka, jest najbliższa idei zrównoważonego rozwoju w budownictwie i architekturze.

Pewne zbliżenie ideowe z budownictwem i architekturą można również odnaleźć w mniej restrykcyjnej odmianie koncepcji ekonomii ekologicznej, zwanej ekonomiąko-ewolucyjną. Zgodnie z modelem adaptacyjnym Norgaarda człowiek jest uznany za część natury, a substytucja jako mechanizm dostosowawczy. Rozwój ekonomiczny jest traktowany jako proces dostosowawczy do zmian środowiskowych. Zakłada się, że człowiek może mieć pozytywny wpływ na środowisko. W modelu tym dużą rolę przywiązuje się do nowoczesnych technologii, co niewątpliwie otwiera nowe możliwości przed budownictwem i architekturą tak pojętego zrównoważonego rozwoju. W przeciwieństwie do ekonomii środowiskowej, w ekonomii koewolucyjnej zakłada się jednak względną równowagę między kapitałem naturalnym a kapitałem wytworzonym przez człowieka, co przesądza ojej przynależności do ekonomii ekologicznej[14][15].

Koncepcja ekonomii środowiskowej i w ograniczonym stopniu ekonomii koewolucyjnej pozostaje w zgodzie z ideą rozszerzenia rachunku ekonomicznego o kalkulację szeroko pojętych kosztów ekologicznych. Rachunek ten stanowi podstawę oceny efektywności ekonomicznej inwestycji[16]. Ocena ta dotyczy niewymiernych lub częściowo wymiernych kosztów, określanych współczynnikami ECU (Ecological Currency Unit) - współczynnikiem kosztów ekologicznych, oraz CCU (Comfort Currency Unit) -współczynnikiem, związanym z komfortem użytkowania budynku, rozumianym jako zaspokojenie potrzeb psychofizycznych ludzi w nim przebywających[17].

Współczynnik ECU określa stopień negatywnej ingerencji w środowisko naturalne, którą przejawia obiekt architektoniczny przez wszystkie etapy swego istnienia. Jest to współczynnik ekonomicznie niewymierny, co wynika z tego, że bezpośrednie przełożenie strat środowiskowych na wartości materialne nie jest możliwe lub wymaga wypracowania umownych, uniwersalnych narzędzi kwantyfikujących.

Na współczynnik CCU składają się różne parametry środowiska fizycznego, które muszą spełniać określone wymagania, mimo coraz większych uciążliwości lokalizacyjnych budynków, takich jak hałas, zanieczyszczenia, gęsta zabudowa itp. Oprócz zapewnienia optymalnych warunków atmosferycznych, akustycznych i oświetleniowych, ważne jest zachowanie kontaktu wzrokowego z otoczeniem, możliwość samodzielnego otwierania okien i in. Zakłada się, że CCU przybiera wartość minimalną w optymalnych warunkach środowiska wewnętrznego, w których znajduje się człowiek. Współczynnik ten jest ekonomicznie częściowo wymierny, gdyż pośrednio (np. przez wskaźnik zachorowalności) wiąże się z efektywnością pracy. Efektywność pracy z kolei przekłada się na koszty materialne. Nie ma na razie usystematyzowanych badań dotyczących współczynnika CCU.

Kontekst ekologiczno-społeczny

Idea zrównoważonego rozwoju dotyka kontekstu ekologiczno-społecznego na płaszczyźnie krytyki cywilizacji industrialnej, jako cywilizacji cechującej się zanikiem więzi społecznych. Kryzys socjosfery cywilizacji industrialnej wymusza potrzebę odtwarzania więzi społecznych.

W odniesieniu do przestrzeni miejskiej wymienia się dwa wymiary wdrażania teorii zrównoważonego rozwoju w budownictwie. Obok ekologii przyrodniczej, w której kładzie się nacisk na środowisko przyrodnicze i zdrowie społeczne, wyodrębnia się elementy ekologii społecznej, w których akcent pada na środowisko sztuczne, wytworzone przez człowieka, czyli na zdrowe relacje społeczne[18]. W skład tej szerokiej problematyki wchodzą nie tylko zagadnienia funkcjonalnego kształtowania struktur przestrzennych (np. orientacja w przestrzeni, ergonomia przestrzeni), ale, co charakterystyczne dla nowej postawy ekologiczno-społecznej, zaspokojenie proksemicznych potrzeb człowieka. Uwzględnia się przy tym elementy psychologii przestrzeni, skalę architektoniczną, kształtowanie przestrzeni urbanistycznych i architektonicznych, zgodnie z teorią dystansów społecznych Edwarda T. Halla.

Taki kontekst w jego szerokim rozumieniu zawiera również odwołania do więzi kulturowej, polegającej na uwzględnianiu specyfiki miejscowej kultury, w której budynek lub zespól budynków powstaje.

Kontekst ekologiczno-społeczny zrównoważonego rozwoju w budownictwie jest rozpatrywany na ogól w skali planistycznej i urbanistycznej, ale dotyczy też kształtowania pojedynczych budynków. Podział przestrzeni ze względu na charakter społeczny na przestrzeń publiczną, półpubliczną, społeczną, półprywatną i prywatną, którą Jan Maciej Chmielewski[19] nazywa strukturą społeczną miasta, można z powodzeniem odnosić do przestrzeni wewnętrznej obiektu. Zarówno w skali miasta, jak i budynku. chodzi o wyważenie udziału tych przestrzeni, zgodnie z potrzebami psychofizycznymi użytkownika ze szczególnym naciskiem na przestrzeń społeczną, którą należy postrzegać jako warunek kreowania wspólnot społecznych. Ponadto podział na skalę miejską i architektoniczną nie zawsze jest wyraźny. Charakterystyczne jest integrowanie budynków ze strukturą miejską na zasadzie tworzenia wspólnych przestrzeni zacierających, w sensie funkcjonalnym i behawioralnym, granicę między wnętrzem a otoczeniem. Do takich przestrzeni należą np. przeżywające swój renesans atria, pasaże i inne rozwiązania wielkoprzestrzenne, które w wielu przypadkach stają się centrum życia społecznego[20].

W innym rozumieniu kontekstu ekologiczno-społecznego zrównoważonego rozwoju wskazuje się edukacyjny aspekt socjologii środowiskowej. Jak pisze Baranowski, „przyjmując ekologiczny punkt wyjścia dla planowania, budowania i zarządzania, trzeba stanąć wobec wyzwania pedagogicznego, które jest prawdopodobnie poważniejsze niż wyzwanie techniczne”. Powołując się na Malberta, stawia on tezę, że „na poziomie jednostki zachowanie wobec przyrody ma często większe znaczenie dla gospodarowania zasobami niż efektywność techniczna”[21]. Problematykę tę podejmuje socjologia środowiskowa, w ramach której następuje integracja wiedzy z wielu dyscyplin naukowych, w tym wiedzy ekologicznej i socjologicznej. Obok tradycyjnego pojmowania terminu „środowisko”, jako otoczenia człowieka, pojawia się dziś ten sam termin rozszerzony o zagadnienia kształtowania postaw i zachowań przyjaznych środowisku. Problem świadomości ekologicznej odnosi się tu nie tylko do władz publicznych, inwestorów, użytkowników struktur przestrzennych, ale także projektantów, w tym architektów, którym często zarzuca się faworyzowanie intuicyjnego podejścia do projektowania, zawężenie obszaru problemowego do aspektów fizycznych (np. materiały budowlane, styl) i pomijanie lub deprecjonowanie rangi zagadnień psychologicznych, ekologicznych i społecznych i m.[22]. Postuluje się ich współpracę ze specjalistami branżowymi, w tym m.in. ekologami, już we wczesnej fazie projektowej.

W szerszym rozumieniu aspektu edukacyjnego ekologii społecznej[23] stawia się postulat współuczestnictwa społecznego w kształtowaniu przestrzennym miast i budynków. Wyraża się potrzebę partycypacji społecznej w kreowaniu ładu ekologicznego, społecznego i przestrzennego[24].

Kontekst ekologiczno-estetyczny

Kontekst ekologiczno-estetyczny zrównoważonego rozwoju jest szczególnie bliski architekturze jako dyscyplinie łączącej w sobie zagadnienia techniczne i artystyczne.

Funkcja estetyczna jest warunkiem zaistnienia projektu architektonicznego i tego, co w ogólnym pojęciu kojarzy się z architekturą. Pozbawienie projektu cech estetyki związanej z teorią poznania pozbawia go cech architektonicznych, sprowadzając go do zwykłych planistycznych lub inżynierskich działań rutynowych. Dyskusje ograniczające estetykę do doznań subiektywnych natomiast podważają samo istnienie architektury, a zwłaszcza kształtowanie wartości kulturowych otoczenia[25]. Projektowanie zrównoważone jest bardziej filozofią budowania niż konkretnym stylem. Samuel Mockbee z Auburn University wypowiada się o architekturze zrównoważonego rozwoju jako mieszance wartości estetycznych, środowiskowych, społecznych, politycznych i moralnych[26].

Baranowski zwraca uwagę na postrzeganie kontekstu ekologiczno-estetycznego w kategoriach semantycznych, wskazując na rolę perswazji i informacji architektonicznej. Architektura zrównoważonego rozwoju nabiera dziś nowych znaczeń, stając się swoistym komunikatem, narzędziem do kształtowania zachowań ludzkich, elementem dydaktycznym kreującym postawy proekologiczne[27].

Śledząc historyczne postawy światopoglądowe na temat estetycznych relacji natury z architekturą, można zauważyć pewne związki, słabsze lub silniejsze, w postawach współczesnych, często zróżnicowanych w sposobie interpretowania.

W kontekście ekologiczno-estetycznym zrównoważonego rozwoju, jako idei dość nowej, można odnajdywać elementy m.in. sullivanowskiej więzi funkcji i formy, będącej wynikiem poszukiwań inspirowanych naturą, czy idei architektury organicznej Franka Lloyda Wrigta, która wydaj e się szczególnie bliska architekturze „zielonej” (green). czy tzw. rodzimej (vernacular). Koncepcja „żywej architektury”, upodabniająca ją do żywego organizmu zwierzęcego lub roślinnego, oraz uznanie czasu za czwarty wymiar ma również swój oddźwięk ekologiczno-estetyczny, np. w tworzeniu interaktywnych powłok elewacyjnych. Modernistyczne traktowanie przestrzeni jako continuum przejawia się w zacieraniu granic między budynkiem a otoczeniem, także środowiskiem naturalnym. Z kolei postmodernistyczny nurt high-tech, który w swych założeniach lekceważył naturę jako kategorię estetyczną i składnik dzieła architektonicznego, paradoksalnie wykształcił proekologiczny nurt, zwany eco-tech, stanowiąc dla niego niekwestionowane źródło nawiązań estetycznych.

O kontekście ekologiczno-estetycznym mówi się w kategoriach eksperymentu estetycznego jako o próbie poszukiwań nowej estetyki. W nurt ten wpisuje się nowa gałąź teorii ewolucyjnej, zwana estetyką środowiskową, według której podwaliny ludzkiej estetyki nie leżą w kodach jakiejkolwiek kultury, lecz w głębi naszego umysłu w postaci wykształconych ewolucyjnie preferencji. W kategoriach eksperymentu należy też traktować koncepcje „totalnego dzieła sztuki" czy zjawisko „krajobrazu konstruowanego”.

Niekiedy poddaje się je nadmiernie krytyce, a niekiedy zbyt powierzchowne manifestowanie „zieloności" budynków jest bardziej skupione na tworzeniu wizerunku architektury zgodnej z naturą niż na realnej potrzebie przezwyciężania problemów ekologicznych[28].

Zwraca się też uwagę na problem stosowania nowych, w założeniu proekologicznych rozwiązań, w których działania te są wypadkową czynników pozaestetycznych. W kontekście estetycznym skutkuje to przypadkowością, niedopasowaniem. pogwałceniem zasad kształtowania formy architektonicznej (np. w przypadku kontrowersyjnych estetycznie form kominów słonecznych czy też niektórych sposobów zastosowania instalacji słonecznych). Krytyka dotyczy też architektury domów pasywnych, w której kształtowaniu deprecjonuje się wielokrotnie aspekt estetyczny na rzecz rzekomo ważniejszych przesłanek energetycznych, funkcjonalnych, ekonomicznych itp.

Zwraca się uwagę na kryzys postaw estetycznych, które mogą objąć również ideę zrównoważonego rozwoju. W kategoriach bezpośredniego zagrożenia wobec architektury przyczyn tego stanu rzeczy można upatrywać w tym, że[29]:

• współcześnie sztuka i „piękno” nie mają wpływu na zachowania kulturowe społeczeństwa, nie są obszarem głębszych refleksji;

• pojęcie „piękna” przeżywa kryzys; współczesna estetyka jest pluralistyczna, wielokierunkowa, zatomizowana, akceptuje wszelkie poglądy na „piękno”.

We współczesnych postawach ekologiczno-estetycznych niekiedy wskazuje się na szerszy obszar problematyki architektury zrównoważonego rozwoju, wykraczający poza relacje architektura-środowisko przyrodnicze. Kontekst ten jest poszerzany o zagadnienia poszanowania specyfiki otoczenia zbudowanego - jego tradycji, kultury i historii[30].

1.2. Cele i postulaty architektury proekologicznej

Architekturę proekologiczną należy rozpatrywać nie przez pryzmat charakterystyki fizjonomicznej budynków, jak się to czyni np. w przypadku architektury modernistycznej. lecz bardziej w aspekcie celów i związanych z nimi postulatów, jakie są jej stawiane. Różnorodność sposobów ich realizacji, będąca wynikową czynników społecznych, kulturowych, ekonomicznych, środowiskowych i wielu innych, każę postrzegać architekturę proekologiczną jako zrywającą z anonimowością kultury zachodniej w budownictwie. Brian Edwards pisze o kierunku poszukiwań proekologicznych w architekturze, wskazującym na konieczność czerpania wzorców z kultur innych niż konsumpcyjna kultura zachodnia. Pryncypia tych poszukiwań ujęte są w czterech postulatach[31]:

• wystarczalność - oznacza budowanie i wyposażenie budynków w to, co niezbędne i potrzebne; wg tej teorii nawet budynek niskoenergetyczny, jeżeli jego zużycie energii wskazuje na pewne jej marnotrawienie, nie może być postrzegany jako proekologiczny;

• odpowiedzialne zarządzanie - postulat oparty na filozoficznej przesłance, że żaden teren nie jest tylko prywatną własnością, a zatem zarządzający nim staje się odpowiedzialny wobec innych;

• odpowiedzialność społeczna - budowanie domów powinno służyć ludziom, a nie indywidualnym celom dewelopera;

• duchowość w projekcie - elementy doczesne i duchowe muszą stanowić integralną całość.

Definiowanie celów i postulatów, jakie powinna spełniać architektura proekologiczna, rozwinęło się znacznie na przestrzeni ostatnich trzydziestu lat. Począwszy od najbardziej wyraźnego dążenia do zahamowania postępującej konsumpcji nieodnawialnej energii przez sektor budowlany, z czasem pojawiały się nowe elementy, które świadczą o pogłębianiu wiedzy i świadomości o charakterze relacji zachodzących między człowiekiem i środowiskiem.

Obecnie można zauważyć dwa podejścia różniące się silą akcentowania celów i postulatów ekologicznych - prośrodowiskowe i prohumanistyczne. Obydwa tworzą pełny lub przynajmniej zbliżony do pełnego obraz współczesnej architektury proekologicznej. Jest to obraz wynikający z bezpośredniego kontekstu ekologicznego zrównoważonego rozwoju (zob. podrozdz. 1.1.1).

1.2.1. Cele i postulaty prośrodowiskowe

Cele i postulaty architektury proekologicznej, których punkt ciężkości został przeniesiony na aspekty prośrodowiskowe, dość szczegółowo formułuje James Wines. Są to[32]:

• racjonalnie mała skala budynków jako alternatywa dla miejskich megastruktur, odpowiedzialnych za pochłanianie energii, zasobów materiałowych i wody, lecz zaspokajających potrzeby związane z przyrostem ludności;

• wykorzystanie materiałów odnawialnych i zdolnych do recyklingu jako problem świadomego doboru materiałów budowlanych w fazie projektowej z myślą o powtarzalności ich stosowania;

• wykorzystanie materiałów o malej energii wbudowanej jako świadoma decyzja doboru materiałów pod kątem ich „biografii", tzn. jak najniższej wartości energii potrzebnej do ich w wytworzenia;

• wykorzystanie materiałów miejscowych jako pochodna poprzedniej problematyki, z akcentem na minimalizację energii potrzebnej do przetransportowania materiału budowlanego na teren budowy;

• oszczędność wody przez systemy odzysku, rozumiana jako efektywna gospodarka zasobami tzw. szarej wody (np. deszczówki), głównie w klimatach suchych;

• niskie koszty utrzymania budynku, postrzegane jako środek służący do ochrony kopalnych źródeł energii potrzebnych do kształtowania środowiska wewnętrznego budynku (np. ogrzewanie, chłodzenie);

• adaptacyjność budynku jako narzędzie służące do ograniczenia rozrostu terenów zabudowanych, do ochrony już istniejącej tkanki budowlanej, również z sensie kulturowym i formalno-przestrzennym;

• redukcja czynników niszczących warstwę ozonową - postulat mający oddalić największe zdaniem Winesa zagrożenie dla przyszłości ludzkiej egzystencji przez odwoływanie się do odpowiedzialnej postawy życiowej każdego człowieka; wiąże się również z problematyką doboru materiału, recyklingu i poszukiwań alternatywnych źródeł energii;

• ochrona środowiska naturalnego, traktowana jako jeden z najważniejszych postulatów ekologicznych i rozumiana m in. jako konieczność zachowania terenów naturalnych w obszarach miejskich i walkę legislacyjną z dynamiczną ekspansją rynku budowlanego;

• energooszczędność jako wynik działania opartego na uwzględnieniu czynników otoczenia, głównie miejscowego klimatu i wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii, uniezależniających budynek od źródeł kopalnych;

• orientacja słoneczna jako rozwinięcie postulatu energooszczędności, polegające na maksymalnym wykorzystaniu energii i światła słonecznego przez odpowiednie usytuowanie projektowanego budynku względem słońca;

• dostęp do transportu publicznego jako pośredni problem architektoniczny polegający na odpowiednim doborze lokalizacji projektowanych budynków z ukierunkowaniem na redukcję udziału transportu indywidualnego w celu oszczędności energii i poprawy jakości powietrza.

Te cele i postulaty odzwierciedlają postawę prośrodowiskową, w której zakłada się z dość dużym optymizmem, choć nie bezkrytycznie, możliwość powstrzymania obecnego tempa rozwoju sektora budowlanego. Typowe jest też akcentowanie ekologicznych postaw wobec doboru materiału budowlanego i integracji budynku ze środowiskiem naturalnym.

1.2.2. Cele i postulaty prohumanistyczne

W definicji terminu „architektura proekologiczna”, przedstawionej na konferencji w Kazimierzu Dolnym (13-16.04.1989) zwrócono uwagę, że „tak rozumiana architektura nie ogranicza się do tworzenia jedynie martwych i pustych struktur oddawanych inwestorowi, lecz obejmuje tworzenie optymalnych warunków zdrowotnych i estetycznych do przebywania ludzi w wymaganych okresach i wykonywania tam określonych czynności”[33].

W definicji tej kładzie się nacisk na proces użytkowania budynku, w którym podmiotem staje się człowiek. Proces ten rozpatrywany jest przez pryzmat zagadnień bezpieczeństwa i komfortu użytkowanej przez człowieka struktury budowlanej. Jest oczywiste, że przedstawione tu cele i postulaty powinny przyświecać każdemu podejściu w projektowaniu architektonicznym, bez względu na to, czy w zamierzeniu jest ono ukierunkowane na zagadnienia ekologii. Charakterystyczne dla postaw proekologicznych jest dążenie do wzmocnienia relacji między użytkownikiem budynku a naturalnymi czynnikami przyrodniczymi oraz szersze postrzeganie tego konsekwencji. Typowym przejawem takich postaw jest tworzenie komfortu mikroklimatycznego z jak największym udziałem naturalnych czynników mikroklimatycznych oraz kreowanie komfortu wizualnego z maksymalnym wykorzystaniem oświetlenia dziennego. Konsekwencje tych działań oceniane sąmin. przez pryzmat wpływu na fizyczne i neuropsychiczne obciążenia użytkownika przy jednoczesnym uwzględnieniu zagadnień środowiskowych.

W szerszym kontekście, wykraczającym poza zagadnienia kształtowania środowiska wewnętrznego, zdrowe i komfortowe użytkowanie budynku rozumie się m in. jako zapewnienie użytkownikowi kontaktu z elementami przyrody, tworzenie czytelnych, atrakcyjnych struktur przestrzennych i funkcjonalnych umożliwiających realizację zdrowego stylu życia oraz projektowanie przestrzeni społecznych stwarzających warunki do osiągnięcia spójności społecznej[34].

1.3. Sposoby realizacji celów i postulatów architektury proekologicznej

W określeniu sposobów realizacji celów i postulatów architektury proekologicznej należy odnieść się do kierunków architektonicznych, wykazujących różne postawy wobec znaczenia technologii i jej najbardziej innowacyjnych zdobyczy.

Na jednym biegunie leżą kierunki osadzone w tradycji, wyprowadzające nowe koncepcje. opierające się na bliskim związku z przyrodą, lokalnym klimatem i kulturą. Według nich bycie blisko natury, wyrażone przez ograniczanie skali budynków, sięganie do naturalnych materiałów, to kwintesencja rozumienia celów i postulatów proekologicznych. związana często ze świadomą rezygnacją ze współczesnych standardów użytkowych. W ramach tej tendencji mieści się kilka mniej lub bardziej wyraźnie wyodrębnionych kierunków, np. vernacular architecture, postulujący sięganie po lokalne materiały i technologie, low-tech, promujący wykorzystanie materiałów możliwie najmniej przetworzonych, w tym odpadowych, czy green achitecture, wyróżniający się osadzeniem w kontekście naturalnego krajobrazu i zieleni oraz wykorzystujący atuty naturalnych czynników środowiska: rzeźby terenu, nasłonecznienia, charakterystyki wiatru itp. Podstawę tych kierunków stanowią rozwiązania tradycyjne (pojmowane także jako formowanie budynku i orientowanie go na działce w odniesieniu do lokalnych warunków klimatycznych), możliwie proste, nie wymagające złożonych technologii, wykorzystujące materiały pochodzenia naturalnego jak najmniej przetworzone.

Inną grupą są rozwiązania oparte na ugruntowanych i wciąż doskonalonych technologiach współczesnych i tych najbardziej innowacyjnych - zaawansowanych technologicznie. Fascynację postępem technologicznym odzwierciedlają w swych projektach architekci nurtu eco-tech, podejmując mniej lub bardziej udane próby wykorzystania potencjału technologii do realizacji celów środowiskowych. W ramach tego właśnie kierunku na przełomie XX/XXI w. powstało wiele realizacji, które można nazwać polem doświadczalnym dla innowacji nakierowanych na cele proekologiczne, np. pozyskiwanie energii odnawialnych, czy korzystną dla użytkowników i racjonalną energetycznie kontrolę i sterowanie parametrami środowiska wewnętrznego. Ostatnie lata przynoszą dalszy rozwój technologiczny w tym zakresie. Szczególnie mocno rozwija się sektor związany z materiałami budowlanymi w zakresie doskonalenia właściwości materiałów istniejących, wprowadzania materiałów innowacyjnych stosowanych już w innych przemysłach oraz w zakresie recyklingu. Ogromne znaczenie mają też zdobycze technologiczne związane z doskonaleniem narzędzi wspomagających proces projektowania i tworzących warsztat badawczy, dzięki którym możliwe jest min. podejmowanie prób lepszego niż dotychczas wykorzystania zjawisk naturalnych w procesie użytkowania budynku.

Istnieją wreszcie sposoby realizacji celów i postulatów proekologicznych, które przejawiają się w rozwiązaniach mieszczących się między tradycją a zaawansowaną technologią, a także stanowiących syntezę omówionych skrajnych idei. Drugi z wymienionych sposobów obejmuje liczną, chyba najliczniejszą, grupę współczesnych budynków z rozwiązaniami proekologicznymi. Podejście polegające na łączeniu tradycyjnych rozwiązań projektowych z innowacyjnymi technologiami opiera się na przeświadczeniu, że wszelkie skrajności dotyczące technologii - zarówno bezwzględna afirmacja. jak i jej negowanie, nie przynosi spodziewanych korzyści, albo też owe skrajne sposoby stają się nie narzędziem, lecz celem samym w sobie. Trzeba przyznać, że i nurt eco-tech coraz wyraźniej ewoluuje w stronę integracji obu postaw. Coraz częściej, odrzucając postawy skrajnie afirmujące zaawansowaną technologię, skłania się ku poszukiwaniu wspólnej drogi - tradycyjnej i nowoczesnej, aby dzięki ich harmonijnemu uzupełnieniu tworzyć architekturę możliwie najbardziej zgodną z założeniami zrównoważonego rozwoju.

2 Materiały budowlane

2.1. Wyrób budowlany a środowisko

Ocena konsekwencji istnienia obiektu budowlanego dla środowiska obejmuje cały okres jego istnienia - od fazy powstawania, poprzez fazę użytkowania wraz z remontami i modernizacjami, po rozbiórkę. Ilość i rodzaj zastosowanych w budynku materiałów budowlanych przekłada się bezpośrednio na zapotrzebowanie na surowce i energię związaną z ich przetworzeniem w celu uzyskania określonego wyrobu budowlanego. Wpływa także na energochłonność budynku w trakcie jego użytkowania, na jego trwałość oraz na energię związaną z likwidacją obiektu i utylizacją bądź przetworzeniem odpadów.

Jedną z wartości charakteryzujących fazę wytwarzania materiału budowlanego jest wartość energii potrzebnej do przetworzenia podstawowych surowców, które się na niego składają. W literaturze anglojęzycznej energia ta określana jest jako embodied energy, grey energy lub primary energy input (PEI). W języku polskim nazywa się ją energią wbudowaną w dany materiał, energią wewnętrzną lub zawartością energetyczną materiału. Wyróżnić można:

• pierwotną zawartość energetyczną (initial embodied energy) - energię związaną z pozyskaniem surowców i procesem wytwórczym, z uwzględnieniem energetycznych kosztów transportu (energia pośrednia, indirect energy), oraz energię związaną z transportem gotowego już wyrobu budowlanego i jego montażu w budynku (energia bezpośrednia, direct energy);

• cykliczną zawartość energetyczną (recurring embodied energy) - energię związaną z utrzymaniem, konserwacją, naprawami i wymianą materiałów, elementów lub systemów na nowe w trakcie całego cyklu trwania budynku.

Zawartość energetyczną mierzy się w kWh lub MJ na jednostkę masy (kg lub t) albo na jednostkę objętości (m^3) lub powierzchni (m^2). Podawane w różnych źródłach zestawienia zawartości energetycznej materiałów budowlanych dotyczą pierwotnej zawartości energetycznej, gdyż uwzględnienie zawartości cyklicznej wymaga odniesienia do konkretnego obiektu. Analiza przybliżonych wartości zawartości energetycznej bardzo ogólnie potraktowanych materiałów budowlanych stała się podstawą do ich podziału na trzy grupy[35]:

• materiały niskoenergetyczne (np. piasek, żwir, drewno, beton, beton lekki);

• materiały średnioenergetyczne (np. płyta gipsowa, mur z cegły, wapno, cement, wełna mineralna, szkło, porcelana);

• materiały wysokoenergetyczne (np. stal, masy plastikowe, cynk, miedź, aluminium).

Porównanie zawartości energetycznej materiałów budowlanych, w przeliczeniu na jednostkę masy, nie pozwala na miarodajną ocenę konkretnych rozwiązań. Belka o określonej rozpiętości przenosząca określone obciążenia będzie miała inną masę w zależności od materiału i będzie poddawana innym procesom technologicznym. Tak więc, w ogólnym bilansie bardziej racjonalne jest posługiwanie się zawartością energetyczną konkretnych wyrobów budowlanych. Dzieli się ona na dwa elementy - udział energii odnawialnej i nieodnawialnej, przy czym w produkcji wyrobów budowlanych zalecane jest powiększanie udziału energii odnawialnej.

Innym czynnikiem, istotnym dla ostatecznego bilansu zawartości energetycznej wyrobu budowlanego, jest uwzględnienie składowej związanej w transportem materiału na plac budowy oraz z jego wykonaniem czy montażem. Szacuje się, że całkowita zawartość energetyczna materiału to przeciętnie 70% składowej niezbędnej do jego produkcji, a 30% to transport i wykonanie na budowie. Przy bardziej nowoczesnych obiektach, np. wysokościowych, o dużych przekryciach, proporcja ta zmienia się na 80 do 20%. Zawartość energetyczna prostych materiałów budowlanych o niskim stopniu przetworzenia jest szczególnie uzależniona od składowej transportu. Cegła transportowana na odległość 400 km uzyskuje dwukrotny przyrost energii wbudowanej[36].

Pierwotna zawartość energetyczna substancji budowlanej wzniesionego budynku jest tylko częścią sumarycznej wartości powiększającej się podczas całego cyklu jego istnienia. Przy założeniu, że budynek jest strukturą trwałą i nie ma charakteru tymczasowego, będzie istniał co najmniej przez kilkadziesiąt lat. W tym czasie część jego substancji będzie podlegała naprawom, a w końcu całkowitej wymianie, czego konsekwencją będzie dodawanie kolejnych wartości energii wbudowanej w zastosowane materiały (recurring embodied energy). Istotnym czynnikiem staje się więc trwałość materiałów w relacji do planowanego okresu istnienia budynku oraz strategia ich doboru.

Oprócz obciążeń energetycznych istnieją także inne konsekwencje ekologiczne istnienia konkretnego wyrobu budowlanego. Należą do nich: zużycie surowców naturalnych niezbędnych do jego wytworzenia (zawartości surowców w produkcie), efekty środowiskowe związane z produkcją i istnieniem wyrobu w całym cyklu istnienia (np. efekt cieplarniany, degradacja warstwy ozonowej, zakwaszenie i eutrofizacja środowiska), toksyczność dla ludzi i środowiska.

[1] R. Carson, The Silent Spring, 1962.

[2] The Report of the Brundtland Commission, Our Common Futurę, Oxford Univ. Press 1987, zob. też podrozdz. 1.1.

[3] Szczyt Ziemi, Światowa Konferencja Narodów Zjednoczonych w Rio de Janeiro, 3-14.06.1992.

[4] A. Baranowski, Projektowanie zrównoważone w architekturze, PGd, Gdańsk 1998.

[5] W. Mikoś-Rytel, Kontekst zrównoważenia w architekturze, w: A. Drapella-Hermansdorfer (red.). Oblicza równowagi architektury—Aspects of Equilibrum, materiały z konferencji Wrocław 23-25.06.2005, PWr, Wrocław 2005, s. 349.

[6] D.L. Jones, Architecture and Emironment. Bioclimatic BuildingDesign, Laurence King, London 1998.

[7] D.L. Jones, Sustaining an Argument, „World Architecture” 03.1999, s. 104.

[8] A. Baranowski. O pojęciu równowagi w projektowaniu architektonicznym, w: A. Drapella-Hermansdorfer (red.) Oblicza równowagi architektury, s. 397-403.

[9] A. Baranowski, Projektowanie zrównoważone, s. 72.

[10] Nikken Sekkei. Amity willi Environment. Toward Creation of Sustainable Cities and Buildings, materiały promocyjno-reklamowe, s. 3-4.

[11] Z. Szparkowski, System ekologiczny architektury zakładu przemysłowego, PW. Warszawa 1978, s. 11.

[12] Nie należy mylić z efektami działalności człowieka w postaci budynku lub w ogólniejszej postaci środowiska zbudowanego, które jednak tworzy system prosty, oparty na jednokierunkowych oddziaływaniach na środowisko naturalne.

[13] B. Poskrobko, Cykliczność, trwałość i równoważenie rozwoju, w: B. Poskrobko, S. Kozłowski (red.), Zrównoważony rozwój — wybrane problemy teoretyczne, 2005, s. 34-35.

[14] P. Jeżowski, Rozwój zrównoważony we współczesnych koncepcjach ekonomicznych, w: B. Poskrobko, S. Kozłowski (red.), Zrównoważony rozwój, s. 61.

[15] Ibid., s. 64.

[16] A. Baranowski, Projektowanie zrównoważone, s. 81.

[17] K. Zielonko-Jung, „Podwójne elewacje szklane w architekturze”, praca doktorska, Wydz. Architektury PW, Warszawa 2003.

[18] E.A. Sekuła, Zrównoważony rozwój w architekturze i urbanistyce, „Doradca Energetyczny” 07/08.2008, s. 11.

[19] J.M. Chmielewski, Teoria urbanistyki w projektowaniu i planowaniu miast, PW, Warszawa 2001.

[20] J. Pachowski, Atrium —przestrzeń społeczna w budynku wielofunkcyjnym, wyd. Pracownia Projektowa Janusz Pachowski, Izabelin 2003.

[21] A. Baranowski, Projektowanie zrównoważone, s. 83.

[22] I. Zbierska, Projektowanie środowiskowe jako istotny element zrównoważonej odnowy miejskich struktur mieszkaniowych, materiały konferencyjne International Workshop on Sustainable Development andRenewal of Urban Structures, 29-30 września 2005, Gdańsk, s. 50-51.

[23] Ekologia społeczna akcentuje relacje w środowisku antropogenicznym i w tym sensie wykracza poza socjologię środowiskową skupioną na relacji czlowiek-środowisko przyrodnicze.

[24] B. Wojtyszyn, Partycypacja społeczna w planowaniu przestrzennym na rzecz zrównoważonego rozwoju, w: A. Drapella-Hermansdorfer (red.), Oblicza równowagi architektury, s. 228-229.

[25] Z. Szparkowski, Funkcja estetyczna, w: Architektura współczesnejPW, Warszawa 1999, s. 155.

[26] W. Mikoś-Rytel, Kontekst zrównoważeń, s. 353.

[27] A. Baranowski, Projektowanie zrównoważone, s. 87.

[28] J. Brennan, Green Architecture - Style over Content, „Architectural Design” 01/02.1997, s. 23; czytamy m.in.: „jest naiwne czysto naturalne demonstrowanie środowiskowej troski projektanta. W rzeczywistości dla zielonego dachu darniowego, ażeby mógł funkcjonować poprawnie, konieczne jest zastosowanie złożonych technologicznie rozwiązań. Pod dachem konstrukcja przenosi obciążenia górnego gruntu. Nieuchronnie prowadzi to do zwiększenia jej nośności, a więc konieczność sięgania po nowe zasoby materiałowe. Dla obserwatora to jednak nadal będzie wspaniały obraz budowania zgodnego z naturą. Natura darni wnosi pytanie. Jeżeli jest to styl «green», to dlaczego jest wyłącznie wiejski w swoim wyrazie, no i co ważniejsze, dlaczego nie jest autentycznym oświadczeniem jego ekologicznego wpływu”.

[29] A. Kwaśniewski. Łączenie piękna i użyteczności. Ewolucja idei w kontekście zrównoważonego kształtowania krajobrazu w: A. Drapella-Hermansdorfer, Oblicza równowagi architektury, s. 40.

[30] C. Slessor, Eco-tech. Toward Sustainable Architecture, Thames & Hudson, London 1997.

[31] B. Edwards, Sustainable Architecture, „Architectural Design”, Vol. 71, 04.2001.

[32] J. Wines, Green Architecture. Taschen, Koln 2000, s. 65-66.

[33] Konferencja zorganizowana przez IPPT PAN na temat Architektura energooszczędna dziś i jutro przez Sekcję Architektury Energooszczędnej i Ekologicznej przy Warszawskim Oddziale Stowarzyszenia Architektów Polskich, wg J. Mikos, Budownictwo ekologiczne, PSI, Gliwice 1996, s. 49-50.

[34] G. Schneider-Skalska, Kształtowanie zdrowego środowiska mieszkaniowego. Wybrane zagadnienia, w: A. Drapella-Hermansdorfer (red.), Oblicza równowagi architektury, s. 200.

[35] R. Vale, B. Vale, Green Architecture, Thames and Hudson. London 1991.

[36] E.D. Ryńska, Bioklimatyka a forma architektoniczna, PW. Warszawa 2001, s. 126.