Zdravotní středisko při Arizonské státní univerzitě – adaptivní renovace za platinový LEED

Renovace komplexu zdravotnického zařízení při Arizonské státní univerzitě v městě Tempe se řadí mezi vysoce hodnocené projekty adaptivní proměny energeticky neefektivních budov a jejich účelné renovace. Výsledkem snahy týmu architektů, ale také interesovaných studentů, je nový komplex budov dosahující platinového hodnocení LEED.

Na počátku byla budova zdravotního centra při Arizonské státní univerzitě (Arizona State University Health Service Building, ASU HSB) v Tempe o rozloze 3200 metrů čtverečních. Vedení školy, vedoucí jednotlivých studentských klubů, komunitní výbory a samotní studenti ji popisovali nepříliš lichotivě jako „sterilní“, což pravda u hospitalizačního zařízení možná nezní jako funkční závada. Odborníci z řad architektů a inženýrů se však vyjadřovali o celé staré ASU HSB negativněji, jako o krajně energeticky neefektivní budově, což už má jinou váhu. Když tedy nadešel čas rekonstrukce budov z roku 1950, chopila se univerzita bezezbytku příležitosti, a rozhodla se z nevyhovujícího zařízení vytvořit architektonický klenot, zelenou perlu kampusu. Výsledkem jejich snažení je víceúčelový blok budov, který dosáhl platinového hodnocení LEED.

Jasně dispozičně rozvržená, přirozeně organizovaná struktura nové ASU HSB je prý ukázkou transformace energeticky neefektivní budovy kliniky na moderní a ekologickou stavbu, která jasně demonstruje principy udržitelnosti a soběstačnosti v praxi. A co taková transformace obnášela? Nejprve částečnou demolici zastaralého jednopatrového objektu o rozloze 1390 m², komplexní renovaci dvoupatrového objektu o rozloze 1300 m², které se rozšířilo o přístavbu dalšího dvoupatrového křídla o rozloze 1860 m². Pokud budeme pokračovat ve vyčíslení výměr, slušelo by se doplnit, že renovační proces dal vzniknout ještě 500 m² nových ozeleněných ploch, přičemž za páteřní část projektu se považovalo zachování již existujících 500 m² travnatého pozemku, který byl znovu dosazen o stromy a keře domácí typické provenience.

Samotný komplex ASU HSB se konečně stal jednou ze vstupních bran do kampusu, která prostřednictvím pěší třídy Palm Walk spojuje všechny reprezentativní součásti univerzity. Výsledná energetická bilance budov zdravotnického komplexu (recepce, ordinací, čekáren, laboratoří a administrativy) je o 49 % lepší (dle norem ASHARE 90.1-2007), než u jejího původního předchůdce.

Rekonstrukce uvnitř kampusu? Záležitost celé univerzity

Režim renovací a rekonstrukcí uvnitř kampusu ASU spustilo zasedání designérských týmů, architektů, zájmových a uživatelských skupin, představitelů studentstva a odborných konzultantů, sezvané vedením univerzity, které se odehrálo v roce 2012. Výsledkem bylo schválení nového dlouhodobého plánu rozvoje univerzity, pojmenované Challenge 2030. V rámci této otevřené výzvy byly stanoveny priority pro další vnitřní rozvoj areálu, přičemž zásadní roli tu sehrávaly termíny „soběstačnost a udržitelnost“ či „efektivní hospodaření s energiemi“.

O prostor ke zlepšení skutečně nebyla nouze. Nejstarší arizonská univerzita, založená 26. 2. 1885, dosud totiž sázela spíše na tradiční stavební pojetí kampusu, které si zakládalo na viktoriánských budovách a jejich historických rekonstrukcích. V posledních letech už dispoziční řešení univerzity nevyhovovalo představě o moderní vědecké instituci, která zaměstnává 3 900 akademických pracovníků a poskytuje vzdělání téměř 60 000 studentů. S celoročním dotačním rozpočtem ve výši 522 miliony dolarů se ale už dají dělat i rekonstrukce, o kterých by si pražská Karlova univerzita mohla jen nechat zdát.

„Bylo to jako přijít k nesourodé jednopodlažní králíkárně,“ říká Andrew Herdeg, vedoucí konzultačního týmu architektů studia Lake/Flato. „Úplně první představa probíhala v úrovni kompletní demolice, ale posléze jsme vyhodnotili základní konstrukci budovy jako vyhovující, a rozhodli se jí zachovat.“ Tímto krokem se zvýšila ekologická bilance projektu o 12 %, protože renovace je přeci jen šetrnější proces, než demolice a nová výstavba. „Dalším krokem byla volba materiálu, přičemž rozhodnutí padlo na cihly. Ty jsou tradičním materiálem v celém kampusu, a tak než vytvářet něco s odlišnou identitou, zvolili jsme kohezivní, soudržný design. Ve výsledku se to ukázalo jako ideální řešení, a vytvořili jsme z ASU HSB skutečně životaschopnou součást univerzity.“

Projekt oživení kampusu a samotného komplexu ASU HSB byl originální hned v několika směrech. Programově počítal se zapojením krajinných struktur a drobných terénních vyvýšenin, namísto s jejich zarovnáním. Jedním z hlavních cílů bylo maximální zvýšení bezbariérové a pěší dostupnosti v rámci areálu, a současně se kladl důraz na zachování stávající vegetace, s ohledem na to, že zeleň v kampusu je součástí širšího rámce životního prostředí. Tím se ale myšlenky autorů „Velkého plánu“ zdaleka nevyčerpaly. Byla provedena důsledná analýza zvolených stavebních materiálů, stejně tak se kladl důraz na přístup denního světla do objektů a přírodní klimatizaci. „Na jedné straně jsme usilovali o de-institucionalizaci hospitalizačního zařízení, a jeho větší zapojení do běžného života celé univerzity, a současně jsme propagovali i myšlenku, že zdraví lidské a kvalitní životní prostředí spolu souvisí,“ říká Herdeg. „Chtěli jsme zdůraznit, že lékařské zařízení a kvalitní životní styl jsou provázané.“

• 800 m² sestříhaného trávníku se proměnilo v park, který je sice trochu „divočejší“ a vyžaduje více zahradnické péče, poskytuje však stinná místa ke studiu a láká i k procházkám. Rostlinstvo v parku je zavlažováno důmyslným rozvodem vody, která má svůj původ ve střešních vodosběrných zařízeních, které stahují dešťovku do deseti podpovrchových cisteren o objemu 4 m³.
• Tým architektů detailně propracoval klimatickou analýzu, ze které dále vycházela orientace vnitřních prostor komplexu. Díky tomu jsou kanceláře a ordinace situovány podél jižních a západních stěn, tak aby byl minimalizován příjem tepelné energie a potřeba omezovat prosklení exponovaných zón. Předsunuté ostění a dřevěné rošty poskytující stín před okny ordinací umožňují maximální prostup světla, a přitom zajišťují dostatek soukromí pacientům
• Čekárny jsou oproti tomu situovány vůči severní straně, a vstup do nich vede přes oddělené zahrady. Maximální klid a komfort má přispívat k dalšímu pohodlí a klidu pacientů. Z čekáren ordinací můžete zamířit buď na pěší třídu Palm Walk, anebo do přilehlého veřejného arboreta (otevřeno v roce 1990), které je současně v Arizoně vůbec největším přístupným arboretem.
• Budovy zdravotnického komplexu jsou mechanicky odvětrávané a klimatizované, přičemž uvnitř funguje několik oddělených „zón“ recirkulačních systémů. Tento krok může v zásadě umožnit budoucí napojení dalších budov. Sání vzduchu probíhá v zastíněných místech zahradních prostor, což podle autorů projektu snižuje v horkém klimatu arizonského Tempe náklady na energie o 30 %. Kvalita vzduchu je v celém zařízení přísně monitorována, a v celém komplexu platí zákaz kouření.
• Spotřeba vody uvnitř objektů lékařského komplexu je oproti standardu snížena o 29 %, díky „spořivým“ těsněním, regulujícím průtok. Veškerá voda mimo objekty je jímána, ať už střešním vodosběrným systémem, nebo podzemními nádržemi. Díky tomu je spotřeba vody stáčené na závlahu snížena o 76 %, oproti běžnému zahradnickému standardu.
• Autoři zapracovali do projektu řadu prvků pasivního designu. Budovy ASU HSB jsou standardně izolovány třícentimetrovou izolací, včetně dutinkové izolace R-19. Jednovrstvá okna byla nahrazena nízkoenergetickými skly s „teplotním lomem“ a vnitřní izolací.
• Vnější i vnitřní prostory byly dovybaveny snímači pohybu (typ T-8), které spouští osvětlení jen v přítomnosti lidí. Díky tomu se prý podařilo snížit náklady na osvícení prostor a zvýšení efektivity energetického provozu o 21 %.
• Celý univerzitní kampus je zásobován energií z kogenerační jednotky na zemní plyn, který zajišťuje vyhřívání a klimatizaci jednotlivých objektů. I přesto se nemocniční komplex stal předmětem „solarizace“, a jeho střechy byly osazeny fotovoltaickými panely (celkový výkon 69 kW). Z tohoto zařízení čerpá ASU HSB 35 % vlastní spotřeby elektrické energie.

Základním principem při realizaci projektu bylo „udělat co nejvíce s co nejméně“. I proto bylo v rámci demolic a stavebních úprav využito 76 % stávající rozlohy komplexu, který byl dále přestavován a renovován, namísto aby byly nevyhovující staré části definitivně srovnány se zemí. Při úpravě terénu byly maximálně využívány lokální materiály (pálená cihla, neopracované kovové panely, v exponovaných pozicích zesílená ocel a železobeton). Důraz byl kladen na těsné okolí oken a vstupů, zpracovaný formou atrií, girland a teras, které zastiňují vlastní objekt. Popínavá vegetace, která se bude s dalším léty stávat bujnější, tak bude sloužit jako předsazený teplotní štít, pohlcující a rozptylující vlastní účinky dopadajícího arizonského slunce. Dřevo, užité v interiérech i exteriérech podléhalo certifikaci FSC. Pro zhodnocení ekologické stopy jednotlivých užitých stavebních materiálů využila studentská skupina GreenLight Solutions eko-kalkulačku Athena Sustainable Materials Institute’s EcoCalculator.

Novátorské je i využití programu, vyvinutého zdejšími studenty IT oborů, pojmenovaného Campus Metabolism (k dohledání na adrese cm.asu.edu). Ten monitoruje pohyb studentů i návštěvníků napříč univerzitním kampusem, trasuje nejvýznamnější a nejfrekventovanější užívané cesty (včetně ASU HSB), a na základě měrných stanic také mapuje distribuci horské/studené vody a páry, elektrické energie do jednotlivých objektů. Rovněž snímá aktuální údaje o teplotě a stupni vlhkosti a kvalitě osvětlení v jednotlivých místnostech. Holistický přístup, který pojímá celou univerzitu jako uzavřený organismus s vnitřním oběhem energie, se ukázal být jako cenný podklad pro jednotlivé plánovací kroky. Do budoucna se navíc připravuje i aplikace, která by na stejném principu umožnila monitorovat produkci a složení jednotlivých kategorií odpadů napříč celým kampusem.

Dobrou zprávou pochopitelně je, že nově vytvořený komplex ASU HSB je (v přepočtu na čtvereční stopu) stále jedním z nejzelenějších objektů celé univerzity. Dosavadní aplikace se například ukázala být nadmíru užitečná i prakticky, při červnovém výpadku klimatizace, kdy on-line mapa pomohla zaměřit konkrétní místnost, kde došlo k poruše. Zajímavostí nepochybně je, že Arizonská státní univerzita dokázala veškerou realizační činnost zaplatit z „vlastních“ prostředků, respektive bez dalšího zatížení školského dotačního systému.

Řešení přitom bylo poměrně elegantní – došlo ke zvýšení školného o 40 dolarů za semestr, přičemž informované studentstvo si toto zvýšení v rámci kampaně „It´s about time“ odhlasovalo samo. Tím zároveň došlo k tomu, že studenti sami se začali – ať už formou projektové činnosti, nebo zlepšovacích návrhů a připomínek – na celém projektu podílet. Jde přece o jejich peníze. Zpětně tak studentstvo mohlo hlasováním rozhodovat o jednotlivých opatřeních a krocích, které se jich osobně dotýkalo.

Hlavní cíle projektu (body Challenge 2030 vztažené k projektu ASU HSB)

• Vytvořit soudržnější propojení ASU HSB se zbytkem kampusu
• Podpořit interaktivní wellnes programy, zvýšit pohyb pěších
• Smysluplně napojit budovy ASU HSB na okolní přírodu
• Zajistit konzultační proces integrací vnitřních (vlastních) i vnějších odborníků
• Odstranit tepelné mosty a zvýšit tepelné bariéry
• Racionální využití ekologických stavebních materiálů
• Zajistit dlouhodobou udržitelnost projektu

Použité zdroje

• Arizona State University Student Health Services Building
• ASU Health Service / Lake Flato Architects
• Arizona State University Student Health Services Building
• Project profile: Arizona State University Student Health Services