FOI Varaždin 2013

FOI220120Arhitektonski natječaj FOI "zelene zgrade" Fakulteta u Varaždinu. Arhitektura je promišljana kako bi se ostvarili interni prirodni tokovi zraka, zaštitilo od Sunca ljeti i  maksimalno iskoristila Sunčeva energija zimi.

 

Zaštita od južnog ljetnog Sunca riješena je horizontalnim brisolejima na kojima se nalaze integrirani fotonaponski pretvornici uklopljeni u oblikovanje čitavog pročelja. Na taj način interijer se istovremeno istim elementom štiti od Sunca i iskorištava njegovu energiju. Fotonaponsko polje nalazi se i na krovu višljeg volumena. Nisko zimsko Sunce propušta se kroz veliko stakleno pročelje zgrade i pasivno ju zagrijava. Zaštita od zimskog Sunca smještena je s unutarnje strane kako bi se toplina akumulirala u prostorima fakulteta. Volumen velike predavaone i pripadajući foyer također ima prirodno osvjetljenje kako bi se izbjeglo trošenje energije na rasvjetu danju. Prirodno osvjetljenje tu je riješeno sa shed krovom koji na južnoj kosini ima kolektore, a na sjevernoj ostakljenje, dakle koristi se isti princip kao na etažama predavaone. U slučaju potrebe za zamračenjem (projekcije), dnevno svjetlo je moguće blokirati pokretnim interijerskim zaštitama.

Zgada ima centralni četveroetažni prostor u punoj širini koji funkcionira po sistemu dimnjaka – sav topli zrak se diže prema stropu. Na taj je način riješena prirodna ventilacija u zgradi. Topli zrak se isisava i koristi za grijanje / hlađenje preko sistema zrak-zrak smještenog na krovu nižeg volumena. Sve velike predavaone imaju kanale i sa jedne i sa druge kraće stranice kako bi se i unutar njih lokalno omogućila brza cirkulacija zraka.
 
U većem dijelu, konstrukcija zgrade oblikovana je u prefabriciranim drvenim lameliranim nosačima i drvenim stropnim pločama. Isto tako, prefabricirati se mogu i fasadni drveni paneli. Prefabriciranim sustavom građenja u drvetu ubrzava se čitav proces i greške se u izvedbi se smanjuju na minimum. Suvremenim tehnologijama, danas je moguće izraditi ovakve zgrade u potpunosti od drveta koje se pokazalo kao jedan od najboljih ekoloških materijala budućnosti. Kako je 50% naše zemlje pod šumama, postoji dovoljno sirovine za ovakav tip gradnje. Emisije CO2 su smanjene, jer se radi o lokalno dostupnom materijalu kojeg nije potrebno transportirati na velike udaljenosti. Tehnologije izrade ovog tipa građevine također su lokalno dostupne. Osim svega navedenog, drvo je prirodni zdravi materijal koji pruža ugodan ambijent za boravak.
 
A) PASIVNI SUSTAVI
- Kompaktnost zgrade i predviđeni pravokutni oblik zgrade dati će prihvatljiv faktor oblika zgrade koji će olakšati dobivanje visoke energetske klase zgrade odnosno A+
- Drvena konstrukcija se koristi u izgradnji zgrade i to s namjerom da se smanji ukupni ugljični otisak nastao izgradnjom zgrade dok se primjenom drveta otvara i mogućnost lakog recikliranja cijele zgrade kada joj istekne vijek korištenja. Fasada zgrade je obložena drvenim profilima.
- Izolacija ovojnice je predviđena superizolacijama pomoću kojih bi se postigla visoka energetska klasa zgrade u kontinentalnoj klimi. Prozori bi bili višeslojni s niskim faktorima prolaska topline.
- Orijentacija zgrade prema jugu s prostorijama učionica osigurati će tijekom cijele godine visoku prirodnu insolaciju prostora učionica što će kao posljedicu imati smanjenje potrebne energije za grijanje prostorija na južnoj fasadi
- Istaci i sjenila na južnoj fasadi osiguravaju optimalno korištenje Sunčeve energije i direktne insolacije tijekom cijele godine. Projektom je predviđen jednoosni sustav praćenja kretanja Sunca s postavljenim fotonaponskim pretvornicima na samim sjenilima. Sjenila će imati dualnu funkciju zaštitu od direktnog zračenja te proizvodnju električne energije.
- Dnevna svjetlost je osnovni konstrukcijski element same zgrade. Nedostatak Sunčeve svjetlosti kod čovjeka može imati ozbiljne posljedice na zdravlje. Pomanjkanje vitamina D može biti uzrokovano premalim izlaganjem direktnom Suncu. Naime, i do 70% sinteze ovog vitamina odvija se na našoj koži upravo direktnim izlaganjem Sunčevoj svjetlosti, stoga bismo, naročito tijekom zimskog perioda, morali iskoristiti svaku priliku, svaki sunčani sat da pomognemo svome tijelu. Potreba za svjetlošću može se usporediti s potrebom za hranom, jer naše tijelo koristi svjetlost kao nutrijent za metaboličke procese na vrlo sličan način kao što na primjer koristi vodu.
- Efekt dimnjaka atrija se koristi za sakupljanje toplog zraka iz cijele zgrade koji prirodno struji u gornju zonu. Topli zrak se vraća u klima komoru koja vrši povrat dijela topline u rekuperatoru tijekom zime i olakšava grijanje zraka.
- Efekt pasivnog grijanja zraka preko staklenih ploha na vrhu atrija osigurati će dodatnu akumulaciju Sunčeve energije u zračnoj masi, a usisavanjem toplog zraka u klima komoru smanjuje se i potrebna energija za grijanje.
- Zelene površine bi okruživale zgradu te bi se zalijevale kišnicom ili obrađenom sivom vodom. Prostor u podrumu zgrade bi se koristio kao podrumska garaža za parkiranje automobila i drugih transportnih uređaja.
- Investicija u zelenu gradnju je inicijalno veća od klasične gradnje, ali dugoročno će se smanjiti ukupni troškovi održavanja zgrade dok bi se primjenom ekoloških materijala smanjio i ukupni ugljični otisak te utjecaj zgrade na okolinu.
- Smanjenje emisije CO2 zgrade se ostvaruje primjenom sustava grijanja i hlađenja koji koriste kao izvor energije okolinu dok djelomično koriste za samo pokretanje električnu energije. Primjenom dizalica topline sama zgrada se povezuje s okolinom te se postavljaju energetski tokovi tijekom zime od okoline prema zgradi dok je tijekom ljeta toplinski tok suprotan odnosno od zgrade prema okolini.
 
B) AKTIVNI SUSTAVI
GRIJANJE, HLAĐENJE I VENTILACIJA
- Centralna strojarnica se postavlja na krov zgrade te je integrirana na zadnjoj etaži i vizualno sakrivena od pogleda rešetkastim profilima. U otvorenoj strojarnici se smješta klima komora, dizalice topline te baterijski i agregatni sklopovi.
- Ukupnom redukcijom toplinskih potreba osigurati će se mogućnost postizanja energetske neovisnosti zgrade koja proizvodnju energije bazira na fotonaponskim poljima. Zgrada je mrežno vezana te tijekom cijele godine proizvodi električnu energiju i sprema ju u svoj baterijski sklop dok se višak energije usmjerava u mrežu.
- Fotonaponski sustav za proizvodnju električne energije je predviđen na južnim sjenilima te na ravnom krovu. Sustav je zamišljen kao mreža jednoosnih trackera koji na godišnjoj razini povećavaju učinkovitost proizvodnje električne energije.
- Akumulacijski sustav električne energije u baterijskim blokovima smanjiti će vršnu snagu sustava tijekom ljetnog perioda te će osigurati djelomičnu neovisnost o mreži i podršku stalnog izvora električne energije za kritične elektro sustave zgrade.
- Elektromobilnost i sustavi za punjenje električnih vozila automobila, mopeda i bicikala koje korisnici zgrada mogu slobodno priključiti tijekom boravka u zgradi. U periodu višesatnog boravka otvara se mogućnost punjenja baterija vozila prije odlaska s posla ili nastave.
- Agregatni sustav se smješta pored baterijskog bloka te predstavalj treći izvor električne energije, a primjenom pametnog upravljanja pomoću otočnih invertera, pretvarača moguće je postići i punu energetsku neovisnost zgrade na određeni period u slučaju nestanka mrežnog napona.
- Zračna dizalica topline se koristi kao primarni uređaj za grijanje i hlađenje zgrade pomoću VRV freonskih uređaja postavljenih u zonama boravka. Zadnje generacije zračnih dizalica topline imaju visoku učinkovitost na razini godine te kao dodatni izvor energije koriste energiju zraka te iz zraka crpe energiju u režimu grijanja. Zračne dizalice topline imaju veliku prednost tijekom ljeta u režimu hlađenja u odnosu na ostale modele toplinskih izvora dizalica topline.
- Rekuperacijska klima komora s povratom energije otpadnog zraka koristi za kondicioniranje i pripremu zraka tijekom cijele godine. Zračni sustav se koristi isključivo za dobavu svježeg zraka dok je odvojen sustav grijanja i hlađenje u freonskom VRV sustavu.
 
SUSTAV UPRAVLJANJA ZGRADOM
- Lokalna distribucija zraka u pojedine učionice je osigurana preko varijabilnih zračnih ventila koji se otvaraju i zatvaraju prema potrebi i udjelu CO2 u svakoj prostoriji tako se svježi zrak ubacuje programirano u svaku prostoriju ovisno o rasporedu korištenja učionica te se tim modelom distribucije zraka ostvaruju znatne uštede tijekom rada klima komore.
- Lokalno toplinsko upravljanje grijanjem i hlađenjem učionica osigurava spoj na centralni sustav kontrole i održavanja mikroklimatskih uvjeta tijekom cijele godine. Mogućnost stalnog upravljanja i nadzora nad temperaturama dodatno će smanjiti potrošnju energije zgrade.
- Lokalno upravljanje rasvjetom je vezano uz osjetnike razine insolacije prostora koji reguliraju potrebnu količinu rasvjete prema predviđenim modelima korištenja prostorija. Pametnim upravljanjem rasvjetom se može produžiti vijek trajanja rasvjete te istovremeno smanjiti i potrošnja električne energije.
- Pametni sustavi upravljanja se povezuju na jedan nadzorni sustav preko kojeg se prate svi promjenjivi parametri, temperatura prostorija, udjeli CO2 u prostorijama, detektori prisutnosti za aktivaciju podsustava, upravljanje rasvjetom. U sprezi s baterijskim sklopom i fotonaponskim poljima moguće je povezati zgradu s mrežom da se koristi kao stabilizator lokalne elektroenergetske mreže tijekom dana.
- Mikroklimatska ugodnost se postiže tijekom cijele godine stalnom kontrolom ulaznih paramatara temperature zraka, relativne vlažnosti zraka, udjela CO2 u zraku, pravilnim strujanjem zraka, reduciranjem vanjske i unutrašnje buke, pravilnom razinom insolacije. Visoki udio svježeg zraka te kisika povećava koncentraciju na nastavu u učionicama dok ugodna mikroklima privlači korisnike na trajniji boravak u samoj zgradi. Sam pozitivni ugođaj zelene gradnje djelovati će na ukupno povećanje učinkovitosti korisnika zgrade, povećati će zdravlje i dobrobit osoba koje borave tijekom cijelog dana. Zdravom mikroklimom smanjuju se i negativni efekti potrebnih bolovanja i izostanaka s nastve.
- Inteligentne elektro-energetske mreže se povezuju na samu zgradu. Svijet će se zahvaljujući naprednoj informacijsko-komunikacijskoj tehnologiji (ICT) još više povezati. Energija će kolati svijetom kao današnji internet. Globalni građani koji žive u trećoj industrijskoj revoluciji stvarat će svoju vlastitu energiju koja će pomoći voditi svijet prema globalnoj uniji i globalnom tržištu. Prva i druga industrijska revolucija uz pomoć vlada uzdigle su se na nacionalnu razinu, treća industrijska revolucija stvorit će distribuciju koja će se bazirati na principu na kojem radi današnji internet i stvoriti globalno tržište.
 
UPRAVLJANJE VODOM
- Sakupljanjem kišnice smanjuje se potreba za priključnom vodovodnom vodom istovremeno sakupljena voda se može koristiti za zalijevanje zelenih površina oko zgrade te za potrebe sanitarija tijekom cijele godine. Sve oborinske vode sa trga i krovova se skupljaju u spremniku smještenom u garažu, filtriraju se i ponovno koriste unutar zgrade.
- Obrada otpadnih voda biopročistivačima smanjuje opterećenje na javnu mrežu centralnih kolektora jer se lokalno obrađuje sav bio otpad nastao korištenjem zgrade. Stvorena siva voda se može dodatno koristiti u sustavu. Obzirom na dosta male potrebe za vodom cijele zgrade razmotriti će se upotreba primjene biopročitivača jer bi se primjenom kišnice mogli postići isti efekti kao primjenom sive vode. Upotrebom biopročistaća se dodatno stvaraju problemi s odvoženjem akumulirane biomase u separatoru.
- Koncept bioalgi u koje bi se upuštala siva otpadna voda na obradu i alge bi se koristile za apsorpciju organske materije. Nastale alge se mogu koristiti kao organsko gnojivo ili se mogu sakupljati od strane tvrtki specijaliziranih za proizvodnju biogoriva.

 

Strojarski koncept
Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.

Arhitektonski koncept
Vedran Jukić, dipl.ing.arh.

 

HD NATJECAJ FOI 1

HD NATJECAJ FOI 2

HD NATJECAJ FOI 3

HD NATJECAJ FOI 4

HD NATJECAJ FOI 5

Energetski Video

hrastovic energetski video banner

Energetski Članci

hrastovic energetski clanci banner

Random video

Udruga SOLAR

Udruga SOLAR  je nastala 2011. godine kao potreba organiziranja civilnog društva u smjeru korištenja i primjene obnovljivih izvora energije, primjene alternativnih izvora energije te povećanja energijske učinkovitosti na razini korisnika i lokalne zajednice.

Opširnije

O nama

Hrastović Inženjering d.o.o. od 2004. se razvija u specijaliziranu tvrtku za projektiranje i primjenu obnovljivih izvora energije. Osnova projektnog managementa održivog razvitka društva je povećanje energijske djelotvornosti klasičnih instalacija i zgrada te projektiranje novih hibridnih energijskih sustava sunčane arhitekture.

Cijeli živi svijet pokreće i održava u postojanju stalni dotok Sunčeve energije, a primjenom transformacijskih tehnologija Sunce bi moglo zadovoljiti ukupne energetske potrebe društva.

Kontakt info

HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o.

Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.

Kralja Tomislava 82
31417 Piškorevci
Hrvatska

E-mail:dario.hrastovic@gmail.com
Fax: 031-815-006
Mobitel:099-221-6503
© HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o. - design & hosting by Medialive