Омега Центр для Устойчивой жизни, Райнбек, Нью-Йорк
- Расположение: Райнбек (Rhinebeck), Нью-Йорк
- Тип здания: Лаборатория, Interpretive Center
- Площадь: 576 m2
- Масштаб проекта: одиночное здание
- Сельская местность
- Закончен в мае 2009
Основанный в 1977, институт Омега является крупнейшим в стране образовательным центром с целостным подходом (holistic learning center).
Миссия: "Искать везде наиболее эффективные стратегии и вдохновляющие традиции, которые могут помочь людям принести больше значения и жизненности в их жизни." В 2006 они разработали новую и высоко-устойчивую станцию по очистке воды для их 195-акровой территории университета, который расположен радом с одной из наиболее важных рек в мире - бассейном реки Гудзон, площадью 13 400 квадратных мили.
Главной целью этого проекта было тщательно проверить организацию действующих водоочистных сооружений посредством использования альтернативного метода обработки. В качестве части большей задачи обучения посетителей клиента, персонала и местного сообщества инновационной стратегии обращения с водой, они решили продемонстрировать установку в здании, содержащем также и традиционную установку очистки - превратив её в лабораторию и учебную комнату для посетителей, школников, студентов книверситета и других местных сообществ.
Экологический аспект
Омега Центр для Устойчивой Жизни - это целостный комплекс здания и территории, разработанная для очистки воды, возвращения её в локальные системы и для образования пользователей об этом процессе.
Команда проектировщиков выбрала созданную специалистами станцию биологической очистки воды для очистки воды с использованием земли, растений и солнечного света. Находящееся здание и очистные сооружения потребляют полученную на участке возобновляемую энергию, достигая показателей пассивного дома. Для достижения этих показателей, сооружение не должно производить отходы. Солнечная энергия собирается батареями для пассивного нагрева и освещения, используя всю массу для теплового комфорта. Полученный проект выполняет все возложенные на него функции.
Создать внутреннюю среду, комфортную для людей и, в то же время, приспособленную для выращивания растений, было главной проблемой. Этого удалось добиться путем достижения равновесия пассивной (дневное освещение, пассивный солнечный нагрев, естественная вентиляция) и механической (геотермальная энергия, вентиляторы, электрическое освещение) климат - систем. Для растений внутри необходим очень точный уровень солнечной энергии как с южной, так и с северной сторон - элементы здания, окна и кровельные фонари были тщательно разработаны, как интегральная система.
Владелец и Обитатели
- Владение Омега Института для Целостного образования, Некоммерческое партнерство
- Обычно обитаем двумя людьми, по 20 часов на человека в неделю; и 350 посетителей в неделю по 1 часу на человека в неделю
FULL PROJECT'S PROFILE
 |
| Фото: © BNIM Architects |
Предпроектные работы
Предпроектные работы велись до участия в проекте проектировщиков; общая программа была разработана и выбор инженерной биологической технологии очистки сточных вод сделан. Благодаря строгому диалогу с клиентом, появилось четкое видение необходимости внедрения широких возможностей образовательного толка, регенеративных подходов к ландшафту. Идея заключалась в том, что институт может влиять не только на очистку воды кампуса Омега, но и оказывать влияние за пределами их границ. И это стало работать!
Проектирование
Процесс проектирования был одновременно прост, и очень важен. Очень важным было улучшить первое впечатление от студгородка посредством преобразования парковочных мест в сады и созданием компактного здания, посвященного воде. Команда собралась в первый раз на участке, разработала план и оригинальную концепцию здания в течение двухдневного воркшопа. Разработанная за эту сессию концепция осталась без изменений на протяжении всего процесса, хотя незначительные изменения были внесены. Скат кровли на главном здании был развернут в результате получения новой информации и потребностях в энергии для выращивания цветов. В этом случае, научный процесс заменен интуитивным пониманием расположения здания.
Строительство
Было три важных фактора в строительном процессе. Клиент был главным подрядчиком, поддерживая маленькую строительную фирму. Удаленность участка привела к трудному производству материалов и специальных технологий. Требования LBC и LEED Platinum к приобретению материалов делают строительный процесс более сложным.
Эксплуатация/Обслуживание
Использование Дома для Жизни (Living Building) с таким необычным назначением - это учебный эксперимент. Команда запустила оборудование, чтобы изучить систему и сделать сезонные настройки. Если вентиляторы остановятся, может быстро накопиться конденсат, поэтому необходима быстрая реакция всей системы. Автоматически управляемые окна в таких условиях предпочтительнее, чем ручные.
Ввод в эксплуатацию
Ввод в эксплуатацию идет полным ходом. По ожиданиям команды, даже после полного запуска, здание необходимо провести по всем четырем временам года и только через годовой цикл жизни университетского городка будет сделана полная настройка системы.
Строительство - это одногодичный процесс измерения и верификации части LBC, который требует документации за полный год нулевого потребления энергии, чтобы получить сертификат.
Омега - нетипичное владение. Решение использовать инженерную биологическую очистительную систему, возобновляемые источники энергии и эффективные стратегии строительства - главная миссия организации. Система LBC была применена без оценки стоимости - она просто правильно построена.
- Общая стоимость проекта (исключая стоимость участка): $2,800,000
В рамках поставленных целей, эффективно контролировать расходы было постоянной проблемой, несмотря на то, что это обычная практика подобных проектных решений. Владелец активно участвовал в процессе проектирования и строительства, знал абсолютно все о затратах по каждому пункту. Решения оценивались и принимались по стоимости всех основных строительных и ландшафтных систем. Этот процесс помог команде достичь целей проекта наиболее экономичным путем.
Омега - нетипичное владение. Решение использовать инженерную биологическую очистительную систему, возобновляемые источники энергии и эффективные стратегии строительства - главная миссия организации. LBC был применен без оценки стоимости - он просто был правильно построен.
- Общая стоимость проекта (исключая стоимость участка): $2,800,000
В рамках поставленных целей, эффективный контролем над расходами был постоянной проблемой для проекта, несмотря на то, что это обычно для принятия проектных решений. Владелец чрезвычайно активен в процессе проектирования и строительства, знал все о затратах по каждому пункту. Решения оценивались и решения принимались по стоимости всех основных строительных и ландшафтных систем. Этот процесс помог команде достичь целей проекта наиболее экономичным путем.
Вода чрезвычайно важна для региона. Университетский городок Омега расположен вблизи озера Лонг Лейк, которое является частью приточной системы реки Гудзон. Эта водная система испытывает колоссальное влияние от человеческой деятельности. Притоки Гудзона хорошо изучены и известно, что действий предпринимаемых по очищению реки и её систем крайне мало. С учетом близости к Нью-Йорку с его огромным населением, Гудзон - это одна из наиболее важных речных систем на планете. Поселения вокруг Лонг Лейк, включая Омега, необходимо создавать по принципам «Устойчивого строительства», что связано с опасностью деградации озера от сельско-хозяйственных стоков, химикатов, септиков и потоков городской воды.
Омега центр учит применять подходы «Устойчивого строительства» как средство мыслить глобально и действовать локально. Разработка идеи началась с решения по очистке и застройке территории на бывшей свалке. Инновационный природный системный подход сбора воды и возвращения её в чистом виде в местные воды представляет собой прямой подход к сокращению "водного следа" каждого человека, кто посещает университетский городок. Улучшение водной ситуации озера Лонг Лейк локально, также положительно воздействует на региональные и мировые запасы воды за ее пределами.
Зеленые стратегии: Выбор возможной площадки под Недвижимость - Выбрать ранее разработанные участки для нового строительства.
 |
| Photo credit: © Assassi |
- Описание места строительства
- Участок университета расположен ниже уровня бассейна реки Гудзон. Участок был ранее гравийной парковкой и сохранил следы былого использования. Он был далек от здорового естественного окружения с био почвой. Новый ландшафт в корне изменил ситуацию. Отходы были заменены глубоко укорененными местными растениями, здоровой водной системой, птицами, насекомыми и другими видами животных. Участок освобожден от пестицидов и токсинов.
Ландшафтный дизайн был сгенерирован в первозданном экологическом облике. Прекрасные пейзажи отражают экологический и культурный облик университетского городка. Четыре построенных на заболоченных угодьях строений, расположены внизу, на южной террасе и прилегают к основному зданию. Частью процесса переработки сточных вод, вода проходит через гравийные основания этих заболоченных мест и постепенно высвобождается в подземных районах области к северу от здания. Общий же эффект красочен подобно саду. Разнообразная палитра многолетних растений создает среду обитания для множества птиц и насекомых и является частью ландшафтной системы. Тропинки обеспечивают доступ к этим местам для их изучения.
• Площадь участка: 4.50 акра
• Территория застроена ранее
Поставка и использование воды
Водоснабжение осуществляется непосредственно из подземных вод с помощью колодцев в университетском городке. До строительства, вода была отведена из колодцев, используемых человеком, перекачана по трубопроводу к системе выщелачивания. Новая биологическая система, спроектированная для очистки сточных вод, теперь возвращает более высокое качество воды назад в землю, используя естественные системы очистки. Накопители с аэрационной водой - один из компонентов системы, демонстрирует очистку серых вод посредством процесса восстановления. В конце этого процесса, вода может использоваться, чтобы поддержать потребности здания.
Для питьевой воды используется колодезная вода, которая добывается из земли. Для слива в туалетах используется дождевая вода, собранная с крыши здания. Сантехническое оборудование, в том числе безводные писсуары в мужском туалете устанавливаются, чтобы минимизировать потребление воды. Черная и серая вода поставляется в специальные отстойники, что бы пройти цикл обращения и очистки. Эти отстойники построены в заболоченных местах. К концу цикла, пройдя все естественные системы фильтрации, чистая вода вновь превращается в грунтовую и озерную воду.
Зеленые стратегии
Восстановление экосистем
- Озеленение ландшафта, посадка
- Посадка на поврежденных участках местных растений
Водосберегающее оборудование
- Установлены водосберегающие унитазы
Повторное использование воды
- Здание спроектировано с использованием переработанной воды для не питьевых нужд
Интеграция с ресурсами участка
- Интеграция системы переработки воды в ландшафт
- Предоставление построенных заводей для очистки воды
Ирригационные системы
- Переработанная вода используется для полива
Анализ участка
- Изучение микроклимата (учтены особенности местных климатических условий)
Уменьшение вреда от застройки
- Выбран ранее разработанный участок для нового строительства
Для достижения «чистой» энергии, был необходим проект, который исключил бы лишние затраты, и в котором, максимально использовались бы возобновляемые источники энергии. Здание было преднамеренно расположено так, чтобы было возможно накопление дневного света, солнечной энергии и прохладного бриза. Все это направленно на уменьшение потребности в энергии. Изолированные тепловые массы здания и тепловые массы воды (55 ° F), проходят через цикл обращения и играют важную роль в снижении нагрузки механической системы. В летние месяцы прохладная вода имеет функции как охлаждения, так и осушения горячего влажного воздуха, входящего в здание. Эффективные геотермальные скважины и тепловые насосы обеспечивают комфортной температурой все пространство здания. Охлаждение осуществляется только в классные комнаты.
Солнечный свет является основным источником освещения. Форма здания разработана таким образом, чтобы солнечный свет проходил через окна, окна в конструкции кровли и солнцезащитные устройства, создавая комфортное освещение, не оказывая негативное влияние на температуру воздуха. Электрические системы освещения чрезвычайно эффективны и управляются при необходимости для дополнительного света.
Фотогальванические панели производят больше энергии, чем здание использует ежегодно, тем самым делая его пассивным. Избыточная энергия продается в местную сеть. А в течении вечернего времени суток и определенных зимних периодов энергия, наоборот, берется из этой сети.
Биоклиматическое проектирование
Здание расположено вдоль восточно-западной оси и ориентировано на оптимальный контроль за солнечным светом, теплом и энергией. Кроме того, форма здания также вовлечена в практическую помощь растениям, «работающим» над очищением сточных вод в созданной биологической системе очистке. Раннее исследование показало, что традиционное проектирование «зеленых» зданий, максимизируя солнечный свет для насаждений, не будет создавать достаточно комфортную среду для работников и посетителей здания. Понимая, что насаждения достигли бы точки насыщения и в пределах 30 000 люксов, команда проектировщиков поставила цель сгладить количество света, падающего на поверхность растений в течение летних месяцев. Это сделано для того, чтобы минимизировать тепло, взятого пространством. (И наоборот, в течение более холодных месяцев, количество света максимизируется, что помогает нагреть пространство). Световые окна на кровле установлены для помощи в регулировании температуры.
В будущем солнечные заслонки вдоль южной стороны отражают солнечный свет на потолок нашего «зеленого» здания, позволяя равномерно распределять свет и тени в нижней части остекленной части в течение летних месяцев. Материалы кровли составляют комбинацию растительных материалов и переработанного металла, которые помогают охладить внутренние пространство, смягчая эффект теплового моста.
|
Годовое производство возобновляемой энергии
|
|||||
|
Топливо |
Количество |
|
MMBtu |
kBtu/ft2 |
|
|
Фотогальванические солнечные батареи |
221 MMBtu |
|
221 |
35.7 |
|
|
Общее годовое потребление энергии зданием |
|
|
|
|
|
|
Топливо |
|
Cost |
MMBtu |
kBtu/ft2 |
$/ft2 |
|
Всего на участке возобновляемого |
|
|
221 |
35.7 |
|
|
Итого |
|
|
221 |
35.7 |
|
|
Годовое потребление |
|||
|
Конечное (end use) |
Количество |
MMBtu |
kBtu/ft2 |
|
Отопление |
19.1 MMBtu |
19.1 |
3.08 |
|
Охлаждение |
20.9 MMBtu |
20.9 |
3.37 |
|
Освещение |
21.9 MMBtu |
21.9 |
3.53 |
|
Вентиляторы/насосы |
54.2 MMBtu |
54.2 |
8.74 |
|
Оборудование |
98.5 MMBtu |
98.5 |
15.9 |
|
Вертикальный транспорт |
|
|
|
|
Горячее водоснабжение |
6.8 MMBtu |
6.8 |
1.1 |
|
Другое |
|
|
|
Компьютерная программа моделирования DOE-2 v2.1
Источники данных и надежность
Надежность Подведем некоторые итоги:
- Лишняя энергия от солнечного излучения поставляется в региональную электросеть. В случае, когда солнечная энергия является объектом производства, электричество покупается из сети, где 100 % энергии является выработанной от ветровых электростанций в штате Нью-Йорк и Пенсильвании. Солнечная энергия измерялась, чтобы надежно обеспечивать сеть 100 % ежегодной энергией для строительного использования.
- Проблему экономии энергии невозможно предсказать, поскольку точной ежедневной информации об отношении инсоляции к колебанию цен на энергоносители нет. Усложнение этого вычисления состоит в том, что энергия сети, питаемая в основном энергией ветра (ветровая электростанция Пенсильвании), объявлена в пределах 1/2 цены энергии, купленной от вторичных ветровых электростанций в Нью-Йорке. Никаких данных по доступности и надежности источника ветра нет. Снижение цен на энергоносители на 62% отражает полную стоимость энергии и не включает энергию, произведенную солнечной энергией.
«Зеленые» стратегии
- Использован грунтовый тепловой насос в качестве источника для нагрева и охлаждения
Уменьшение нагрузок на систему охлаждения - от солнечного нагрева
- Правильная ориентация здания
- Использовано отражающее затемнение
Дневное освещение для сбережения энергии
- Ориентация западно-восточной оси для лучшего использования дневного света
- Использованы большие интерьерные окна и высокие потолки для увеличения объема дневного света
- На северной и южной крыше размещены зенитные фонари
Уменьшение нагрузок на систему охлаждения
- Обеспечены широко раскрываемые окна для удаления избытков тепла
Фотогальваника
- Использована система фотогальванических ячеек для генерации электричества
- Договор продажи избытков электрической энергии в сеть
Системы отопления
- Использована система прямого нагрева воды солнцем.
 |
| Photo credit: © Assassi |
Оборудование OCSL – показатель для сохраненных материалов, демонстрирует, как легко любое здание может использовать в своих интересах повторную переработку материалов. Переработанные материалы, используемые на проекте, это -доска, фанера, внутренние двери, буковая панельная обшивка, туалетные перегородки. (Материалы прибыли со складов, школ, офисных зданий, и других проектов). Вся установленная древесина сертифицирована по стандартам FSC, включая кровельную отделку и стеновые панели. Также, были поставлены такие материалы, чтобы избежать "Красного Списка" Living Building Challenge Guidelines.
Во время строительства были переработаны 99 % металла, картона, твердой пены, и деревянных отходов. Все пищевые отходы превращены в компост, а 100 % стекла, бумаги, и пластмассовых упаковок были переработаны.
Проект для Адаптации к Будущему Использованию
Хотя основной целью здания и места вокруг является очистка воды, в более широком понимании проект видится как учебный центр, приспосабливаемый к будущим педагогическим потребностям: оранжерея, поставляющая растения для университетского городка и исследовательского центра, посвящена системам экологии и очистки воды. Классные комнаты связанны с водой, йогой, и другими программами, предлагаемыми в университетском городке теперь и в будущем. Как и лаборатория, здание и место разработаны, чтобы охватить новые технологии и появляющиеся исследования. Ландшафт запланирован как научно-исследовательская лаборатория по изучению растений и водного восстановления. Все это создано, чтобы продлить жизнь обитателям городка благодаря всем строительным системам. Материалы, не требующие обслуживания, использовались всюду в интерьерах и окружающей среде.
Каждая система – это большие затраты, гораздо большие, чем традиционные технологии. Но эти начальные инвестиции будут способствовать большей устойчивости и продолжительностям жизни, не только для этого здания, но и для Университетского городка Омега и средств в целом.
Зеленые стратегии
Использование сохраненной древесины для черновой работы
Материалы и проживающие дикие животные
- Использование древесины от независимо сертифицированных, хорошо организованных лесов до окончательного монтажа
Транспортировка материалов
- Предпочтительное использование материалов, привезенных с местных территорий
 |
| Photo credit: © Assassi |
Дневное освещение, естественная вентиляция, и прекрасные виды достигнуты за счет установленной действующей системы солнечного отслеживания. Наружные окна обеспечивают в каждой из комнат условия для здоровья и комфорта гостей. Все это еще и часть стратегии пассивного нагревания и охлаждения здания. Растения в спроектированной биологической системе очистки сточных вод, удаляют углекислый газ и другие газы, производя кислород как внутри, так и снаружи комплекса. Солнечное излучение нагревает верхний объем воздуха, и затем, естественное движение воздуха вентилирует пространство. Действующие окна, объединенные в южный фасад тоже создают естественную вентиляцию, для того, чтобы помочь в движении теплого воздуха из здания, направляя преобладающие бризы, которые были охлаждены.
Здание и место застройки объединены в единую систему. Ландшафтный дизайн воспроизводит микроклимат чистого воздуха и красоты для комфорта жителей. Вода из здания орошает растения и другие системы ландшафта. Эти две системы визуально связаны прозрачностью каждого внутреннего пространства.
Зеленая стратегия
- Визуальный комфорт и оболочка здания
- В плане здание сориентировано на западо-восток для лучшего контроля за дневным освещением.
- Используются большие наружные окна и высокие потолки, чтобы увеличить естественную освещенность помещений.
- Использование окон на потолках для лучшего попадания света.
