PRISPA și EFdeN – două locuințe model, proiectate și construite în România

Solar Decathlon Europe, pretext pentru multidisciplinaritate

PRISPA și EFdeN și-au găsit pretextul în tema de proiectare oferită de competiția Solar Decathlon Europe și în dorința unui grup de studenți și tineri absolvenți de a experimenta arhitectura sustenabilă în România. Astfel, prototipurile „Made in Romania” au ajuns la Madrid în 2012 și la Versailles în 2014, în cadrul celei mai prestigioase competiții internaționale de arhitectură și tehnologii integrate, printre concurenți de pe patru continente.

Cu respect pentru mediul înconjurător și realizând performanțe privind eficiența energetică, dar fără a face rabat de la asigurarea parametrilor de confort interior, cele două locuințe au fost proiectate și construite de studenți în parteneriat cu profesori, organizații publice și companii din mediul privat. Atunci când intrăm în profunzimea proiectelor și a locuințelor, există foarte multe particularități care le diferențiază – fie că vorbim de concept, de strategie sau de alegerea materialelor în concordanță cu tema competiției, conceptul ales și parteneriatele încheiate.

Meseria de arhitect devine din ce în ce mai complexă, la fel și cea de inginer, responsabil cu comunicarea sau managementul proiectului, deoarece problemele sunt mai variate, iar provocările și așteptările mult mai mari. În ambele tipuri de locuințe, proiectarea și execuția au fost integrate: arhitecți, arhitecți de interior și urbaniști au lucrat încă de la prima idee cu ingineri structuriști și de instalații, iar fiecare decizie a fost luată de comun acord. Totul a trebuit să fie realizat în conformitate cu cerințelor persoanelor responsabile de comunicare și management, reușind astfel să salvăm timp, energie și bani. Punând în operă pe șantier ceea ce am proiectat în prealabil, am avut contact cu materialele și am putut să le observăm proprietățile și să le înțelegem. Rezolvarea problemelor apărute printr-o cooperare interdisciplinară a presupus un proces care ne-a oferit posibilitatea să învățăm din greșeli. Am avut alături de noi peste 30 de profesori și cadre didactice de la Universitatea de Arhitectură și Urbanism „Ion Mincu” și Universitatea Tehnică de Construcții din București.

Arhitectura tradițională și cea contemporană, în care am pus accent pe natură

PRISPA își propune revitalizarea spațiului rural românesc, având ca efect principal dezvoltarea turismului rural și a agriculturii, readucerea atenției către frumusețea vieții la țară și avantajele ei: posibilitatea de a fi în contact cu natura și de a te bucura de roadele ei. Proiectul EFdeN a abordat o strategie inversă: a avut ca obiectiv densificarea inteligentă a orașelor românești, prin integrarea naturii în spațiul locuit și prin înțelegerea corectă a ideii de mobilitate urbană. Sunt două proiecte diferite din punct de vedere al conceptului de locuire și, prin urmare, al abordării arhitecturale, al înțelegerii spațiului și al expresiei vizuale.

În proiectul PRISPA, expresia vizuală redă cu claritate conceptul de locuință solară, deși tehnologiile sunt înglobate în structura de lemn, spre deosebire de EFdeN, unde tehnologiile vitale pentru funcționarea casei sunt ușor accesibile. În cazul celui din urmă, această soluție vine în anticiparea destinației finale a acestui prototip: primul Centru de Cercetare a Condițiilor de Confort din România.

Cele două proiecte sunt dedicate unei abordări sustenabile, încă de la bazele proiectării, prin alegerea materialelor – naturale, locale, reciclate, ori reciclabile –, ambele prototipuri aducând elemente inovative. La nivelul imaginii arhitecturale, acuratețea volumetriilor este definită prin asocierea echilibrată între opac și transparent și prin orientarea construcțiilor față de punctele cardinale – un rol-cheie în eficiența energetică.

Prima participare a României la Solar Decathlon Europe are ca punct de interes prispa, de unde și numele proiectului. Aceasta reprezintă zona preluată din arhitectura tradițională, vernaculară, considerându-se valențele ei în arhitectura solară. Atributul său principal este de a lega toate funcțiunile casei, fiind un spațiu atât interior, cât și exterior – o zonă intermediară, între spațiul public și cel privat.

Prispa este separată de spațiul interior prin închideri cu vitraj triple glazing și cu un windfang ce acționează ca mediator termic și limitează transferurile de aer nedorite pe parcursul zilei. Anvelopanta propune punerea în evidență a strategiilor pasive, unindu-le sub un acoperiș din tablă de zinc, care lăsă elementul principal – prispa – să exceleze ca un accent din lemn al exteriorului.

În casa EFdeN, sera este elementul arhitectural de maxim interes, un spațiu verde integrat, vizibil din orice punct al casei. Așadar, aceasta este inima casei, în care natura are rolul principal în conturarea materialității. Această zonă definește conceptul general al proiectului EFdeN – „integrarea naturii în casă”, încercând să păstreze conexiunea dintre om și natură, legătură care se pierde treptat odată cu avansarea tehnologiei.

Sera folosește tâmplărie de aluminiu cu rupere termică, închideri vitrate double glazing la exterior și triple glazing la interior, pentru o bună eficiență termică. Anvelopanta casei EFdeN propune un sistem de fațadă ventilată, având plăci ceramice ca finisaj exterior, ce reușește să exprime valențele acestui material. Perforarea ceramicii pentru realizarea sistemului de umbrire al ferestrelor a reprezentat o zonă de experimentare a posibilităților de exprimare arhitecturală a materialului.

Structură de lemn sau structură metalică în funcție de destinație și utilizare

Structura, pentru ambele proiecte, a fost aleasă astfel încât să răspundă principalelor provocări ale competiției – rapiditatea și ușurința în asamblare și reasamblare printr-o modulare inteligentă. În cazul proiectului PRISPA, materialul principal folosit a fost lemnul, pus în evidență atât din punct de vedere estetic, cât și structural. Material tradițional și versatil folosit la construcția caselor, lemnul rezolvă problema nevoii de elemente prefabricate. Structura verticală este realizată din pereți prefabricați de tip sandvici, format din două plăci OSB și termoizolație, la fel ca și structura acoperișului.

La proiectul EFdeN s-a optat pentru o structură formată din cadre metalice contravântuite, metalul fiind un material cu o rezistență sporită, care permite deschideri mai mari cu înălțimi de grinzi mai mici. În același timp, acesta este un material izotrop, care facilitează modelarea fără a compromite rezistența structurii. Structura verticală este realizată din stâlpi contravântuiți, iar cea orizontală din grinzi secundare care reazemă pe grinzile principale. În acest fel s-a realizat un planșeu tehnic, folosit pentru sistemele de climatizare și electric, cu păstrarea înălțimii libere necesare. O altă provocare din punct de vedere structural a fost modularitatea necesară pentru transport și pentru asamblare etapizată. Planșeele realizate prin îmbinări cu sudură au fost dimensionate astfel încât să încapă în tiruri, transportul cu toate echipamentele și finisajele fiind o condiție vitală. Prinderea modulelor este realizată prin îmbinări cu buloane de înaltă rezistență, prin placa de capăt a stâlpilor și prin eclise.

Panourile de închidere sunt realizate ca elemente prefabricate pe toată înălțimea casei, de tip sandvici (format din două plăci OSB și vată minerală), iar structura lor este realizată din profile metalice zincate, în cazul EFdeN, respectiv structură din lemn, în cazul PRISPA.

Interioare – de la rural la urban

Pe lângă sustenabilitate, există mai multe elemente comune ale principiilor de amenajare interioară între PRISPA și EFdeN. Primul este transformabilitatea, spațiile oferind flexibilitate și posibilitatea de a căpăta noi funcțiuni prin rabatarea sau glisarea pieselor de mobilier. Al doilea este utilizarea elementelor tradiționale, ținând cont că ambele prototipuri au reprezentat România la competiții internaționale, acordând o notă personală spațiilor. Abordările au fost totuși diferite, PRISPA, fiind destinată zonei rurale, a avut un cadru interior cu caracter rustic, utilizând elemente și îmbinări tradiționale din lemn, în vreme ce în casa EFdeN, destinată mediului urban, s-a căutat o abordare mai subtilă, integrând elemente tradiționale stilizate, perforate în lemn.

Conceptul casei PRISPA constă în surprinderea detaliilor tradiționale românești prin formă, textură și tehnică. Acest lucru presupune folosirea materialelor naturale cu proprietăți tehnologice ridicate. Urmărind conceptul spațiului interior, în cadrul iluminării au fost folosite caracteristicile decorative tradiționale, îmbinând lumina artificială cu cea naturală pentru a crea echilibru și armonie din punct de vedere al confortului. Principalul material folosit la interior este lemnul, în diferite nuanțe și texturi, care contribuie la realizarea unei atmosfere plăcute și călduroase în viața omului contemporan, amintind în același timp de stilul de viață tradițional românesc.

Spațiul interior al casei EFdeN ilustrează vizibil conceptul general al proiectului – integrarea naturii în casă, utilizându-se diverse moduri de a întrepătrunde elementele de mobilier cu cele verzi. Un exemplu este utilizarea mușchiului Blumohito în grupurile sanitare, util pentru absorbția umezelii, sau integrarea plantelor aeriene în perforațiile mobilierului. Principalul criteriu în privința alegerii materialelor care compun spațiul interior este sustenabilitatea. Acest principiu este reprezentat prin materiale reciclate, reutilizate, materiale reciclabile sau materiale cu rol în strategiile pasive ale casei. Fiind un proiect educațional, latura creativa a fost testată în nenumărate rânduri în workshopurile de reciclare organizate în cadrul proiectului. În urma acestor activități experimentale, studenții au avut ocazia să testeze materiale, rezultând piese care au fost utilizate în amenajarea spațiului. Vesela din sticlă reciclată, masa din hârtie presată, piesele de mobilier pentru terasă realizate din resturile de materiale de la construcția casei și covoarele din dopuri de plută – sunt doar câteva elemente care fac parte din colecția accesoriilor realizate din piese reciclate ce se găsesc în casa EFdeN.

Eficiența energetică – principala provocare

Provocarea impusă prin tema celor două proiecte este dată de cerința eficienței energetice, în timp ce sunt respectați toți parametrii optimi de confort – atât PRISPA, cât și EFdeN au reușind cu succes să răspundă acestor cerințe ale competiției. Orientarea suprafețelor vitrate către zona sudică și protejarea construcției în zona de nord au reprezentat strategii pasive ale ambelor proiecte. Proiectul PRISPA, cu acoperișul de pe partea de nord care pornește de la cota zero, a asigurat o mai bună rezistență la vânturile reci, în timp ce la proiectul EFdeN această abordare nu a fost posibilă, din cauza dezvoltării pe verticală propuse pentru mediul urban.

În 2012, la Madrid, principala inovație românească a fost ideea utilizării prispei, de la care a pornit întreg conceptul proiectului și în jurul căreia s-a axat toată comunicarea. Inspirată din arhitectura tradițională, prispa are rolul de a proteja interiorul casei de razele soarelui în timpul verii, în timp ce iarna îi permite să pătrundă cât mai mult în interior, încălzind spațiul interior al locuinței. O noutate a fost plasarea unor materiale cu inerție termică în zona în care pătrund razele soarelui iarna, cum ar fi granitul în cazul PRISPA, sau betonul de mare densitate în cazul EFdeN – aceasta fiind una din strategiile pasive adoptate în ambele proiecte.

Inovația principală în mecanismul de eficientizare a locuinței EFdeN a fost sera bioclimatică, în care se preîncălzește aerul în perioada rece, care va fi introdus în sistemul de încălzire al casei. S-a folosit o fațadă ventilată, din material ceramic, cu rolul de a răci locuința în timpul verii și de a menține temperatura interioară în timpul iernii, prin formarea unei perne de aer, cu rol în izolarea termică a casei. EFdeN a folosit ca premieră în Româna plăci de gips cu materiale cu schimbare de fază (PCM), care au rol de baterii termice, stocând energia termică din cursul zilei cu scopul de a o elibera în spațiul interior, pe timpul nopții. Coroborate cu recuperatorul de căldură și sistemul mixt de încălzire-răcire prin panouri radiante, s-a reușit obținerea unei eficiențe de patru ori mai mare față de o locuință tradițională. Au fost folosite simulările pe calculator pentru poziționarea și dimensionarea optimă a suprafețelor vitrate și pentru reducerea celor mai mari inamici ai eficienței energetice: punțile termice, care permit dereglări ale temperaturii optime interioare.

Din punct de vedere al automatizării, s-a abordat o strategie în doi pași: la PRISPA s-a optat pentru o automatizare simplă, un control al temperaturii și al nivelului de emisii de CO₂ prin utilizarea sistemului multisplit și a recuperatorului de căldură, în timp ce la prototipul EFdeN s-au folosit sisteme moderne de climatizare, pentru a controla atât cantitativ, cât și calitativ parametrii de confort interior, locuința fiind proiectată să se adapteze automat la nevoile și comportamentul utilizatorului.

Următoarea ediție a Solar Decathlon 2017-2018 va avea loc la Barcelona. Până atunci, prototipul EFdeN va putea fi vizitat în București din septembrie 2015, pe Bd. Pache Protopopescu nr. 66 și va deveni Primul Centru de Cercetare a Condițiilor de Confort din România, unde toți acești parametri și toate strategiile vor fi atent discutate, monitorizate și optimizate, în timp ce casa PRISPA poate fi vizitată în comuna Luncani din județul Bacău, fiind singura casă de la ediția din 2012 care a fost vândută înainte de competiție – ambele proiecte fiind în prezent în curs de industrializare și comercializare.