Σχεδιάζοντας εκπαιδευτικούς χώρους μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας

Ο ενθουσιώδης οραματιστής Omar Calderon Santiago της εταιρείας Perkins Eastman ηγήθηκε του σχεδιασμού ενός Λυκείου μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας. Το έργο δεν αφορούσε μόνο την κατασκευή ενός βιώσιμου κτιρίου. Αφορούσε την οικοδόμηση ενός σχολείου που θα ενέπνεε τους μαθητές να προοδεύσουν και να πετύχουν ανεξάρτητα από κοινωνικοοικονομικές δυσκολίες που μπορεί να αντιμετώπιζαν. Ο καινοτόμος σχεδιασμός του Omar και οι ένθερμοι υποστηρικτές των μαθητών βοήθησαν να προσελκύσουν τους κατάλληλους ενδιαφερόμενους οι οποίοι χρηματοδότησαν την ανέγερση του σχολικού κτιρίου.
Εδώ μπορείτε να διαβάσετε ένα ενδιαφέρον άρθρο που αφορά στο SketchUp.

Ορισμένα  Στοιχεία του Έργου
Τοποθεσία: Ουάσιγκτον, ΠΚ
Είδος Έργου: Αστικό Σχολείο
Κατάσταση: Ολοκληρωμένο | Αύγουστος 2021
Έκταση έργου: 185.000 ft2
Προϋπολογισμός: $98M
Πιστοποίηση LEED: Πιστοποίηση Platinum
Λειτουργικό EUI: 18kBTU/sf/hr (Μέχρι στιγμής το Λύκειο με την υψηλότερη ενεργειακή απόδοση στις Ηνωμένες Πολιτείες)

Κοινωνικοπολιτικοί παράγοντες
Κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, διεξήχθη μια πολιτική διαμάχη στο δημοτικό συμβούλιο της Ουάσιγκτον, ΠΚ - υπήρχε πραγματική πιθανότητα να μην διατεθούν κονδύλια για το σχολείο. Ως αποτέλεσμα, οι μαθητές διαμαρτυρήθηκαν στο Δημαρχείο, ζητώντας να αποδεσμευτούν τα προηγούμενα κονδύλια. Ο δήμαρχος συζήτησε με τους μαθητές , καθησυχάζοντάς τους ότι το σχολείο θα κατασκευαστεί. Οι εκπρόσωποι των μαθητών ήταν κυρίως νεαρές έγχρωμες γυναίκες - ήταν ενθαρρυντικό και συναρπαστικό για την ομάδα της εταιρεία Perkins Eastman να βλέπει το πάθος τους για την κατασκευή του σχολείου. Ο Omar λέει ότι μέσω του έργου της εταιρείας δημιουργήθηκε μια συσπείρωση για την προώθηση της ισότητας. 

​​‘’ Μετά από αυτό το γεγονός, συνειδητοποίησα ότι θα έπρεπε να σκέφτομαι περισσότερο πως μπορούμε να δημιουργήσουμε χώρους υψηλής ενεργειακής απόδοσης, υγιή περιβάλλοντα για κάθε μαθητή, όχι μόνο για τους εύπορους. Αυτοί οι εκπαιδευτικοί χώροι πρέπει να είναι προσβάσιμοι για όλους.’’

Ιστορικά στοιχεία
Το Λύκειο Benjamin Banneker, που πήρε το όνομά του από έναν από τους πιο σημαντικούς σχεδιαστές της Ουάσιγκτον, βρίσκεται στο Logan Circle, ένα από τα πιο χαρακτηριστικά σημεία της πόλης. Ο Benjamin Banneker ήταν ένας ελεύθερος αφροαμερικανός πρωτοπόρος, η συμβολή του οποίου το 1700, ήταν καθοριστική για την τοπογραφία και τη χαρτογράφηση των ορίων της περιοχής. Η εταιρεια ήθελε να κάνει τη σύνδεση μεταξύ του Benjamin και της περιοχής, ενσωματώνοντας στοιχεία αστικού σχεδιασμού στο έργο για να αναδείξει αυτή την περήφανη ιστορία σε όλο το κτίριο.

​Η ομάδα σχεδιασμού δημιούργησε ανοίγματα στην ογκοπλασία του κτιρίου έτσι ώστε οι μαθητές να βλέπουν το Μνημείο της Ουάσιγκτον από την αυλή του σχολείου, συνδέοντάς το με την περιοχή.
Το μοτίβο του δαπέδου αντιπροσωπεύει τα διαγώνια και ορθογώνια μονοπάτια των κύριων αρτηριών της πόλης, δημιουργώντας ακόμα έναν σύνδεσμο με την περιοχή.

​​Στοιχεία σχεδιασμού
Κατά μήκος της πλαϊνής όψης, το κτίριο εμφανίζεται σε χαμηλότερο επίπεδο από αυτό που βρίσκεται η συνολική ογκοπλασία του για να βρίσκεται σε αρμονία με τις μικρότερης κλίμακας, διώροφες γειτονικές κατοικίες και επίσης η επιλογή του χρώματός του έχει γίνει με τέτοιο τρόπο ώστε να συμφωνεί με την όψη των τούβλων των γειτονικών κτιρίων.

​​Καθώς οι μαθητές στο Λύκειο Banneker προετοιμάζονται για την μετέπειτα εκπαίδευση, η εταιρεία Perkins Eastman ήθελε να δημιουργήσει ένα περιβάλλον που να μοιάζει με Πανεπιστημιούπολη.

​​Η ομάδα σχεδιασμού βρήκε ευκαιρίες να δημιουργήσει χώρους συνάθροισης για τους μαθητές σε όλους τους χώρους που προσφέρουν υπέροχη θέα στην πόλη και στο Μνημείο της Ουάσιγκτον. Η καφετέρια δημιουργεί μια οπτική σύνδεση με τον εξωτερικό χώρο και η διαφορετική διάταξη των καθισμάτων ευνοεί την αλληλεπίδραση των μαθητών.

​​Το σημείο κατατεθέν του σχολείου που είναι και η καρδιά του, είναι ο χώρος του αίθριου. Στην είσοδο τους επισκέπτες υποδέχεται ένα μικρό καφέ. Οι σχεδιαστές ήθελαν να ενθαρρύνουν την ενεργό συμμετοχή των γονέων στη μαθησιακή εμπειρία και την εκπαίδευση των παιδιών τους. Το καφέ δημιουργεί χώρο για ανάπτυξη σχέσεων καθώς επίσης καλλιεργεί και την αίσθηση της κοινότητας.

​
​Ακολουθώντας  την κεντρική διαδρομή που συνδέει το πάνω και το κάτω μέρος του κτιρίου, υπάρχουν πολλοί χώροι για τους μαθητές μέσα και γύρω από τις σκάλες. Στρατηγικά τοποθετημένοι υποδοχείς φωτός συγκεντρώνουν φως από τον φεγγίτη φωτίζοντας τις περιοχές κάτω από αυτόν.
Η εταιρεία Perkins Eastman προσπαθεί πάντα να ανακαλύψει την καρδιά του σχολείου σε όλα τα σχολεία που σχεδιάζει. Σε αυτό το σχολείο, παίρνει τη μορφή αυτής της σκάλας ανόδου που δίνει ζωή στο αίθριο, με τη σχολική βιβλιοθήκη να εκτείνεται οριζόντια και κάθετα στο χώρο. Οι σκάλες παρέχουν πρόσβαση σε εκπαιδευτικούς χώρους, στην αυλή, στην καφετέρια και όχι μόνο. Όλοι αυτοί οι χώροι εκτείνονται σε δύο ακαδημαϊκές πτέρυγες που πλαισιώνουν την καρδιά του σχολείου.

​​Μια ολιστική προσέγγιση για βιώσιμο σχεδιασμό
Η εταιρεία Perkins Eastman πιστεύει ότι ο σχεδιασμός πρέπει να επηρεάσει θετικά τις ζωές των ανθρώπων και το περιβάλλον. Το έργο τους μελετά περιβαλλοντικές, τεχνολογικές, οικονομικές και κοινωνικές αλλαγές και προσπαθεί να αφήσει ένα ανεξίτηλο θετικό αντίκτυπο στη ζωή των ανθρώπων και στον κόσμο που κατοικούμε. Αυτή η βαθιά ριζωμένη κουλτούρα διασφαλίζει ότι η αειφόρος σχεδιαστική πολιτική της εταιρείας αποτελεί αναπόσπαστο κομμάτι κάθε έργου.

​Παρόλο που η ομάδα είχε στόχους που περιλάμβαναν τα δέκα σημεία για τον τέλειο σχεδιασμό - ολοκλήρωση, ισότιμες κοινότητες, οικοσυστήματα, νερό, οικονομία, ενέργεια, ευημερία, πόρους, αλλαγή και ανακάλυψη - η εταιρεία Perkins Eastman εστίασε στην ισορροπία μεταξύ ενέργειας και ευημερίας. Συγκεκριμένα, ο στόχος ήταν να επιτευχθεί η άνεση των χρηστών του χώρου μέσω μιας προσεκτικής διερεύνησης του φωτός της ημέρας, της θερμικής άνεσης, της ακουστικής και της ποιότητας του αέρα.

Στοιχεία απόδοσης
Σημείο αναφοράς της απόδοσης: ASHRAE 90.1 2010
Στόχοι απόδοσης:
Επίτευξη μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας επιδιώκοντας pEUI 19,9 KBTU/SF/έτος - βελτίωση 72% από το σημείο αναφοράς χωρίς Φ/Β και 100% βελτίωση με Φ/Β

Δημιουργία φωτισμένων χώρων αξιοποιώντας με τον βέλτιστο δυνατό τρόπο το φως της ημέρας, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται αυτονομία φωτισμού 66,4% για όλους τους κοινόχρηστους χώρους και με μόνο 3,4% ετήσια έκθεση στο ηλιακό φως.

​Χρησιμοποιώντας την τρισδιάστατη μοντελοποίηση στο SketchUp και την ανάλυση ενέργειας και φωτός της ημέρας που παρέχει το πρόσθετο Sefaira καθώς και το Climate Studio, η ομάδα του Omar ενσωμάτωσε και παρουσίασε λύσεις βιωσιμότητας σε όλο το κτίριο χωρίς συμβιβασμούς στην σχεδίαση.
Το γεγονός αυτό αντικατοπτρίζεται στην είσοδο του σχολείου, όπου ένα διάτρητο πάνελ έχει διττό ρόλο. Λειτουργεί ως μέσο σκίασης για την ανατολική πρόσοψη η οποία είναι εκτεθειμένη στο έντονο φως και ως εγκατάσταση τέχνης που απεικονίζει τον Benjamin Banneker και μερικά από τα επιτεύγματά του.

​Το φως της ημέρας είναι σημαντικό για τη δημιουργία θετικών ερεθισμάτων στο εκπαιδευτικό περιβάλλον των σχολείων.
 
‘’Η εξοικονόμηση ενέργειας και η επίτευξη μηδενικής κατανάλωσης ξεκινά  με την κατανόηση της θέσης του ήλιου συγκριτικά με το κτίριό σας. Ο σωστός προσανατολισμός ενός κτιρίου θα πρέπει να μεγιστοποιεί τον ηλιασμό του κατά τη διάρκεια της ημέρας χωρίς να το υπερθερμαίνει.’’
Omar Calderon Santiago, Υπεύθυνος σχεδιασμού, Perkins Eastman

​​Στο παρελθόν, η εταιρεία Perkins Eastman βασιζόταν σε εξωτερικούς συμβούλους για την ανάλυση της απόδοσης. Τώρα υπάρχει μια εσωτερική ομάδα εξοπλισμένη με εργαλεία ανάλυσης ενέργειας και ημερήσιου φωτός, όπως το Sefaira του SketchUp. Χρησιμοποιώντας το Sefaira, βελτίωσαν τη θέση και το μέγεθος των φεγγιτών για να διατηρήσουν το ωφέλιμο φως της ημέρας και να εξαλείψουν την υπερθέρμανση.

‘’Μας αρέσει που πολλά εργαλεία όπως το Sefaira συνδυάζονται με το SketchUp. Μπορούμε να αξιοποιήσουμε το SketchUp ως ένα εργαλείο σχεδιασμού για να επαναλάβουμε τη σχεδίαση, να κάνουμε την ανάλυση του ημερίσιου  φωτός στο Sefaira και στη συνέχεια να επιστρέψουμε στο SketchUp για να προσαρμόσουμε καλύτερα τη σχεδίαση.’’

Η εταιρεία Perkins Eastman επιτυγχάνει σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας δημιουργώντας αεροστεγείς μονώσεις στα κτίρια. Φιλοδοξούσε να επιτύχει αεροστεγανότητα 0,125 κυβικών ποδιών/λεπτό. Ο έλεγχος αεροστεγανότητας κτιρίων έδειξε ότι η εταιρεία το ξεπέρασε κατά πολύ τον στόχο της. Το σχολείο έχει προς το παρόν 200% καλύτερες επιδόσεις αεροστεγανότητας. Αυτή η μέθοδος εξοικονόμησης ενέργειας συμβάλλει στην επίτευξη της εντυπωσιακής EUI τιμής των 18 kwhr/m2.
Στη νότια πρόσοψη, οι ηλιακοί συλλέκτες ενσωματώθηκαν στη σκίαση των παραθύρων και η πρόσοψη και τα δομικά στοιχεία της στέγης του γυμναστηρίου ενισχύθηκαν για να συγκρατούν περισσότερα πάνελ, δημιουργώντας περισσότερο χώρο για Φ/Β.

Το κτίριο έχει ξεπεράσει πλήρως τους στόχους απόδοσής του. Με βάση τις αναλύσεις κατά τη χρήση του κτιρίου, το κτίριο χρησιμοποιεί αυτήν τη στιγμή λιγότερη ενέργεια από τις εκτιμήσεις του μοντέλου! Αν και υπάρχουν Φ/Β που δεν έχουν εγκατασταθεί ακόμα, και απαιτείται ένας ολόκληρος χρόνος λειτουργίας για την επίτευξη των στόχων μηδενικής ενέργειας, φαίνεται ότι η εταιρεία θα επιτύχει αυτό το φιλόδοξο σενάριο.
Τα τελευταία 5-10 χρόνια, το 100% των μαθητών του Λυκείου Benjamin Banneker έχουν αποφοιτήσει και έχουν γίνει δεκτοί σε ένα ίδρυμα τριτοβάθμιας εκπαίδευσης, παρά το υψηλό ποσοστό μαθητών που έχουν να αντιμετωπίσουν οικογενειακά και κοινωνικά ζητήματα. Σε αντίθεση με τον μέσο όρο αποφοίτησης των υπόλοιπων σχολείων των ΗΠΑ, που ανέρχεται στο  96% - 97%, αυτό το σχολείο ξεχωρίζει. Για τον Ομάρ, κάθε μαθητής που δεν αποφοιτά είναι καταστροφή.

‘’Προσωπικά, είμαι απλώς ο αρχιτέκτονας που παρέχει υπηρεσίες σε αυτούς τους μαθητές και είναι καθηλωτικό να είμαι μέρος αυτού.’’

Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα σχετικά με το πάθος και τη ροή εργασίας του Omar για τη δημιουργία αειφόρων εκπαιδευτικών χώρων.

Θέλετε να μάθετε περισσότερα σχετικά με το πώς να ενσωματώσετε την αειφόρο σχεδίαση στη ροή εργασίας σας με το SketchUp;
Κάντε μία δωρεάν δοκιμή 30 ημερών του SketchUp, κατεβάζοντας το demo από εδώ.

Μάθετε περισσότερα για την ανάλυση ενέργειας και ημερήσιου φωτός χρησιμοποιώντας το εργαλείο Sefaira του SketchUp εδώ.
​
Σχετικά με την Perkins Eastman:
Η Perkins Eastman είναι μια παγκόσμια εταιρεία σχεδιασμού η οποία αποτελείται από ένα δίκτυο έμπειρων συνεργατών που οραματίζονται και υλοποιούν έργα με γνώμονα τον άνθρωπο. Το δίκτυο αποτελείται από 18 διαφορετικές ειδικότητες που δραστηριοποιούνται σε 24 διεπιστημονικά στούντιο σε όλο τον κόσμο. Πασχίζουν να αφήσουν ένα ανεξίτηλο θετικό αντίκτυπο στη ζωή των ανθρώπων και στον κόσμο, συμμετέχοντας σε μια ολοκληρωμένη διαδικασία σχεδιασμού και έχοντας πάντα τον άνθρωπο στο επίκεντρο των έργων τους.