Энергодостаточность от природы
Рэндольф Р. КрокстонСовет по охране природных ресурсов (NRDC – Natural Resources Defense Council), основанный в 1970 году группой студентов и практикующих юристов, участвовал в разработке основополагающих законов в области охраны окружающей среды. Совет сегодня – это организация, объединяющая в своем штате более 300 специалистов по юриспруденции, ученых и политических экспертов, поддерживаемая более чем миллионом сторонников и активистов. Работа по сдерживанию глобального потепления постоянно протекает в пяти офисах Совета в Соединенных Штатах Америки и международном офисе в Пекине. Миссия Совета заключается в создании экологически чистой энергии будущего, восстановлении экологии мировых океанов, предотвращении загрязнения окружающей среды, защите исчезающих видов диких животных, поддержке и развитии экологически устойчивых сообществ.
В 1988 году Совет приступил к реконструкции бывшего промышленного здания в пригороде Нью-Йорка для собственного головного офиса. Целью проекта было внедрение экологических принципов Совета на практике – создание современного офисного здания с минимальным потреблением энергии, чтобы доказать архитекторам, строителям и бизнес-сообществу, что концепция зеленого здания позволяет снижать энергопотребление без ущерба комфорту рабочего пространства и производительности труда персонала. Чтобы быть уверенным в том, что офис станет примером и доступной моделью для внедрения аналогичных решений остальными участниками рынка, Совет настаивал на применении в строительстве только «серийных» материалов и технологий.
В эпоху стационарных компьютеров с крупногабаритными системными блоками, отсутствия Интернета и взаимодействия сотрудников лицом к лицу штаб-квартира Совета, расположенная по адресу 20-я улица, д. 40, и открывшая свои двери в 1989 году, отличалась исключительно здоровой и естественной средой рабочего пространства (впоследствии аналогичные здания стали называть зелеными или экопроектами) и уровнем потребления, который и сейчас на 50 % ниже ныне действующих стандартов. Спустя 24 года Совет обратился к тем же архитекторам с задачей обновить концепцию рабочего пространства офисных помещений для соответствия современным условиям труда – приспособить его к использованию Интернета, смартфонов, планшетных компьютеров и интерактивных средств коммуникации.
Характерным элементом дизайна 1988 года, нашедшим продолжение в дизайне нового офиса, стали залитые солнечным светом лестницы и лестничные клетки, приспособленные для социализации персонала и спонтанного обсуждения идей в неформальной обстановке
Стена в левой части рисунка может быть при необходимости легко демонтирована. Каждая секция стены разделена на три зоны – непрозрачную
в основании, полупрозрачную на уровне глаз сидящего сотрудника и полностью прозрачную в верхней части – универсальное решение и для кабинета, и для переговорной комнаты
Объем работ предусматривал не просто расширение и реконструкцию офисных помещений. Основными задачами стали выход на новый уровень энергосбережения и водопотребления; оптимизация рабочего пространства по показателю полезной площади на одного сотрудника; создание инновационной энергетической стратегии жизненного цикла здания, которая позволила бы совместить возможные расширения площади и реконфигурации функционального пространства в здании с небольшими изменениями в строительной части и минимальным простоем персонала.
Задачи максимизации прибыли на один доллар, вложенный в строительство, увеличения производительности труда в проектируемом пространстве были выдвинуты на первый план и требовали создания интерьеров с 100 %-й обеспеченностью рабочих мест естественным освещением и с возможностью визуального контакта с окружающим здание пространством, с соблюдением баланса уединенности и удобства коммуникаций в визуальном пространстве офиса. Помимо этого, высокие требования были выдвинуты и к качеству воздуха внутри офисных помещений.
Проект реконструкции одного этажа стал основой и концептуальной моделью стратегического плана по реконструкции остальных этажей головного офиса компании общей площадью 5 580 м2 и офисных помещений филиальной сети организации. Проект получил наивысшую оценку LEED «Платиновый» по сертификации коммерческих площадей LEED-CI v2.0, заслужив балл «Хорошо» по восьми ключевым показателям.
Цели проекта:
- формальдегид – 3,2 ppm (на 94 % ниже);
- твердые частицы (PM10) – 0,7–7,1 мкг/м3 (на 99,86 % ниже);
- общее содержание летучих органических соединений (ЛОС) – 256 мкг/м3 (на 49 % ниже);
- окись углерода – отсутствие (на 100 % ниже).
Совет поставил задачу при проектировании по возможности превосходить рекомендуемые технико-экономические показатели проекта, если это может привести к реальному улучшению эксплуатационных характеристик. Для определения ключевых целей заказчик и команда архитекторов провели серию рабочих совещаний. В повестке дня были и задачи по выявлению и анализу недостатков в существующем дизайне, системе жизнеобеспечения и системе эксплуатации здания, и задачи по прогнозированию возможных потребностей и будущих подходов в экологическом проектировании, которые смогут повлиять на требования Совета к рабочему пространству офисных помещений.
Результатом рабочих совещаний стал закрепленный в стратегическом плане реконструкции список из 10 ключевых задач, определяющий количественные и качественные показатели будущего проекта.
Максимальное использование естественного освещения для улучшения эргономики зрительного восприятия, влияющей на здоровье, производительность и аккуратность работы персонала.
Основными факторами, от которых зависит достаточность освещенности, при проектировании были определены геометрия потолочного пространства, отражающие способности, цветовая гамма материалов отделки, трехуровневая модель офисных перегородок (непрозрачная, полупрозрачная, прозрачная части).
Учет влияния сезонных и суточных изменений на биологические ритмы человека. Двухсекционные жалюзи позволяют отображать динамику солнечной активности (интенсивность, угол, продолжительность, цвет) в зависимости от времени дня и года.
Широкая категория, включающая и традиционные подходы к снижению энергопотребления, и применение возобновляемой энергии. Отдельная часть стратегии – снижение на 72 % удельного потребления строительных и отделочных материалов на одно рабочее место, наряду со снижением прогнозируемого объема строительных отходов при эксплуатации и возможной реконструкции/реконфигурации здания за расчетный срок службы. При проектировании разрабатывается раздел «Организация демонтажа, реконструкции и реконфигурации». (Все рабочие поверхности, мебель и стены за исключением наружных стен, несущих конструкций, лифтов и т. д. должны быть легко сборными и разборными, исключены системы неразборного соединения строительных конструкций при монтаже, запрещено окрашивать и шпаклевать и т. п.)
Основное требование долгосрочной стратегии гибкости в возможном изменении планировок и функционального назначения помещений – это минимизация операций и времени, необходимого для внесения изменений. При проектировании универсального «рабочего модуля» закладывается возможность быстрой трансформации пространства в модуль для одного, двух или трех человек с соответствующим набором оргтехники и требуемой электрической мощностью (см. врезку «План этажа»).
Эта задача – основа креативного и инновационного социального климата в Совете. По заданию заказчика в пространстве этажа должны быть созданы несколько типов помещений:
Все в одном – такой подход в организации пространства максимально способствует порой спонтанному, но эффективному взаимодействию и общению между специалистами разных направлений и отделов Совета.
При этом требовалось соблюсти достаточную приватность общения и труда ниже «линии взгляда сидящего человека» с возможностью полностью видеть помещение офиса и окружающее здание пространство, стоя в любой точке этажа.
Это общедоступные, звукоизолированные помещения, которые могут использоваться в четырех назначениях (см. врезку «Проектирование с учетом возможных изменений в будущем»). Многофункциональные помещения для групповой работы помогли уйти от индивидуальных кабинетов для специалистов, которые с появлением возможности организации «виртуального» рабочего пространства при нахождении вне офиса и так практически в них не нуждались.
Данная опция способствует увеличению «резерва площадей», т. е. при временном увеличении количества сотрудников или посетителей (например, прием на работу практикантов во время летних каникул) позволяет быстро организовать достаточное количество рабочих мест. Решение учитывает также возможное расширение постоянного штата сотрудников в будущем.
Ориентируясь на требования стандарта LEED-CI v2.0 к содержанию в воздухе ЛОС, Совет расширил спектр подлежащих мониторингу строительных материалов и выделяемых ими веществ, способных негативно повлиять на здоровье человека. Некоторые примеры приведены в таблице «Примеры материалов, опасных для здоровья человека».
Основным требованием было соблюдение рекомендаций LEED. Коридоры и общие помещения, где персонал находился только временно (пространство вдоль фасадов и зона лестничной клетки), становятся при выбранной планировке зонами, где согласно требованиям стандартов допустимы колебания температуры и уровня освещенности. Что неплохо работает как с точки зрения повышения настроения от дневного света в социальной зоне, так и с точки зрения создания своеобразного теплового и светового буфера между рабочим пространством и окружающей средой.
Отсутствие грязи, пыли и обильного выделения вредных веществ при демонтаже и реконструкции офиса в будущем значительно улучшает экологические показатели проекта. В случае подобного ремонта только на одном из этажей сотрудники на остальных уровнях не будут дышать вредными веществами, переносимыми воздухом через зону лестничного проема, выступающего в качестве аэродинамической трубы.
Если изначально учесть в проекте, что все рабочие поверхности, мебель и стены за исключением наружных стен, несущих конструкций, лифтов и т. д. должны быть легко сборными и разборными, исключить системы неразборного соединения строительных конструкций при монтаже, запретить окрашивать и шпаклевать, в случае масштабного ремонта можно вызвать человека с отверткой, а не с кувалдой.
Зона рецепции перед лифтом и комната переговоров для официальных встреч располагаются в зоне открытого лестничного пролета, соединяющего четыре (в будущем) этажа, что позволяет максимально эффективно использовать это пространство
Для Совета уход от индивидуальных кабинетов был важен не только по причине гибкости в возможном изменении назначения помещений или реконструкции. Замкнутые пространства гораздо вреднее для физического и психического здоровья человека, чем открытые зоны, наполненные светом и свежим воздухом. Отдельно стоит заметить и эффект по снижению условного «количества строительных материалов» на одно рабочее место при уходе от концепции индивидуальных кабинетов (см. врезку «Субурбанистическая и природная модели»).
Еще одной важной для Совета задачей была разработка системы экологической оценки воплощенных решений. Например, увеличение плотности посадки сотрудников автоматически снижает расход энергии, строительных материалов и инвестиции в строительство в пересчете на одного сотрудника, но в традиционной характеристике потребления энергии – Вт/м2 – это пока не находит отражения.
Другой пример – это различие в интенсивности использования энергии и ресурсов в разное время суток в зависимости от специфики рабочего графика арендатора. В одном и том же здании в условно одинаковых помещениях две организации могут иметь абсолютно разные модели бизнеса, разное соотношение постоянного и временного персонала, разную плотность посадки сотрудников и разное время пиковых нагрузок на энергетическую систему. Эта разница никак не отражается на такой характеристике, как отношение потребляемой энергии к площади помещения.
Как тут не вспомнить один из любимых вопросов Бакминстера Фуллера: «Сколько весит ваше здание?» Другими словами – что может являться универсальным коэффициентом, показывающим чистую эффективность затрат на строительство по отношению к конечному результату?
В этом контексте потребление энергии должно сопоставляться с помощью какого-то коэффициента, отражающего особенности и потребления энергии, и климата, в котором находится здание. То есть нужен некий коэффициент, отражающий потребление энергии на условный «рабочий час» и позволяющий сопоставить потребление энергии здания в Монтерее (штат Калифорния) и потребление энергии здания в Гейнсвилле (штат Флорида).
Советом был разработан и принят коэффициент, отражающий особенности здания и потребление энергии на одного сотрудника в заданном климате. Показатели были рассчитаны для всех шести офисов Совета. Условно коэффициент рассчитывается по формуле
Коэффициент потребления энергии = Средний расход энергии/сотрудник/час • Климатический фактор.
В долгосрочной перспективе появляется и экономия на возможной реконструкции и реконфигурации рабочего пространства. Экономический эффект будет зависеть от динамики изменения количества персонала или изменений внутри организации.
Если в компании не существовало системы мониторинга и отчетности энергопотребления и связанных с ним показателей, особое внимание стоит уделить созданию такой системы после реконструкции. Максимально широкий перечень детально задокументированных показателей позволит производить подробный анализ влияния тех или иных решений при строительстве на окупаемость проекта при эксплуатации.
Персонал в офисе не находится на рабочих местах постоянно, для США средний показатель – это пустующие места в течение 60 % рабочего времени. В случае Совета этот показатель еще выше в силу специфики разъездной работы и возможности организации удаленной работы посредством современных средств коммуникации. В то же время необходимость обеспечить персонал рабочим пространством для аналитической и письменной работы всегда была данностью при разработке планировок офисов Совета.
Несмотря на это, Эшок Гупта, директор Совета по энергетической политике, на одном из совещаний выступил с инициативой выбрать именно его команду в качестве первопроходцев новой концепции организации офисного пространства – разместить его отдел на восьмом, реконструируемом, этаже.
Проектирование представляло собой попытку продвинуться еще дальше и получить максимальные преимущества от использования современных разработок (планшетные компьютеры, смартфоны, онлайн-конференции и т. п.). При изучении стандартных вариантов использования рабочего места и возможного графика его эксплуатации стало очевидно следующее: меньшее по площади рабочее место (5,6 м2 вместо 11,2 м2) вместе с усовершенствованной технологией организации удаленного рабочего стола и возможностью при необходимости принимать офисные звонки вне офиса или переводить их на любой из телефонов на этаже позволяет Совету получить более производительную и гибкую инфраструктуру офисного помещения.
Помимо этого, очевидным преимуществом стала возможность создания зон для командной работы с использованием новейших технологий.
Но все эти количественные улучшения не смогут дать результата в долгосрочной перспективе без выполнения количественных показателей, сформулированных во время рабочих встреч в списке 10 ключевых задач проекта. Больше всего участников проектных совещаний волновала проблема возможности соблюдения достаточного уровня приватности на рабочих местах при организации открытого и удобного для групповой работы пространства офиса.
Трехуровневая модель перегородок, совмещающая непрозрачные, полупрозрачные и полностью прозрачные зоны, позволила гарантировать визуальную приватность при работе сидя: повернувшись в правильном направлении, сотрудник исключает возможность попадания отвлекающих предметов и элементов в область периферийного зрения. Полупрозрачные элементы позволяют обеспечить проникновение дневного света на все рабочие места в офисе.
Все непрозрачные элементы перегородок (от уровня пола до рабочего стола) выполнены из модульных блоков, легко трансформируемых при необходимости. Верхняя, полностью прозрачная, часть перегородок позволяет всем сотрудникам Совета, находящимся в любой части этажа, получить возможность визуального контакта с окнами и окружающим здание пространством.
Офисное пространство проектировалось с учетом влияния существующих ограждающих конструкций на изменение температурных полей и естественную освещенность помещения в течение рабочего дня. В этом заключается сущность социального и динамичного пространства. Такая геометрия позволила оптимизировать настройки контроллеров отопления и охлаждения в разных частях помещения и добиться весомого снижения потребления энергии климатической системой.
Параметры микроклимата помещений поддерживаются системой непосредственного испарительного охлаждения с водяным контуром и встроенным экономайзером, управляемой BMS (building management system – система управления зданием), что позволяет зимой и в межсезонье использовать режим фрикулинг. Производительность установленных на кровле здания солнечных батарей мощностью 5,55 кВт частично ограничивается в условиях городской архитектуры из-за затенения кровли окружающими зданиями. Тем не менее оставшаяся часть крыши была спроектирована как зеленая кровля с небольшим садом и газоном.
Одним из главных недостатков инженерной системы здания является система отопления, работающая на жидком топливе, которая не подвергалась изменениям уже долгие годы. Вместе с этим, ограниченность пространства подвала и технических помещений здания не позволяет использовать последние технологии аккумуляции тепловой энергии TES (thermal energy storage). Решение этих вопросов было внесено в долгосрочный план по реконструкции и внедрению энергосберегающих технологий.
Интересной задачей для участников проекта стало проектирование системы ливневой канализации, системы очистки и сбора воды под пешеходной зоной на 20‑й улице. Разработанные решения должны стать основой и прототипом новых систем ливневой канализации и схем организации пешеходных зон для всех проектов по реконструкции зданий в Нью-Йорке. (В городских правилах уже сейчас содержится требование, в соответствии с которым после проведения реконструкции здания все тротуары и пешеходные зоны должны выдерживать вес пожарных машин.) Объем ливневой воды, отводимой через тротуары, включает не только осадки, которые выпадают непосредственно на тротуар, но и весь объем воды, выпадающий на здание, что повышает значение и важность решений, принимаемых при проектировании этого раздела.
Участники проекта выполнили три задачи по реконструкции офисного пространства:
Три основных вектора улучшений проектных решений, недостаточно используемые в современной инженерной и архитектурной практике, стали центральными в усилиях участников проекта:
Отход от стандартной системы оценки энергопотребления, базирующейся на отношении затрачиваемой энергии (Вт) к площади помещения, в пользу системы, учитывающей климатический регион здания и специфику эксплуатации здания арендатором. Помимо этого, оценке и анализу подверглись и данные по количеству материалов, необходимых для реконструкции. Безусловно, такая практика подходит не для всех проектов, но, если есть заинтересованность в нахождении способа получить максимальный результат, используя минимальное количество материалов, необходимы подобные расчеты.
В то время как наличие ЛОС в воздухе может быть количественно определено, токсичные, канцерогенные и многие другие опасные для здоровья человека вещества остаются невидимыми и неконтролируемыми. В этих условиях мониторинг расширенного списка потенциально опасных для здоровья человека строительных материалов и выделяемых ими веществ становится отличной возможностью улучшить качество проекта.
Естественное освещение недостаточно используется в большинстве проектов. Считается, что эффективно использовать возможности дневного освещения можно только в зоне 4,5 м от окон. Стратегия максимального использования возможностей естественного освещения позволяет значительно улучшить визуальный комфорт персонала в офисных помещениях.
Все эти решения являются лишь частью базовой стратегии экологического проектирования, включающей в себя повышение эффективности климатических систем здания; использование режима фрикулинг; улучшение свойств и характеристик ограждающих конструкций; снижение потребления воды; контроль уровня освещенности и многое другое.
Мы все больше и больше задумываемся о необходимости учета при проектировании нестандартных факторов, таких как стоимость будущих изменений в планировках и назначении помещения; минимизация производственных рисков; влияние человеческого фактора на дизайн и дизайна на производительность труда коллектива и т. п.
Они учитывались и раньше, но по мере возникновения все новых задач, связанных с попытками приблизиться к сложной и амбициозной цели – экологической устойчивости, – роль этих факторов будет постоянно расти.
Перевод с английского и техническое редактирование выполнены Владимиром Устиновым. ●
