Zwarta przestrzeń miejska jako środowisko budynków energooszczędnych

Katarzyna Zielonko-Jung

doi:10.5277/arc140205

Streszczenie

W otoczeniu miejskim naturalne środowisko, w tym także czynniki klimatyczne ulegają silnemu przekształceniu. Im intensywniej zurbanizowany teren, tym bardziej złożone procesy fizyczne decydują o warunkach mikroklimatycznych. W efekcie budynki nakierowane na oszczędność energii i pozyskiwanie jej ze źródeł odnawialnych lokalizowane w zwartej zabudowie miejskiej podlegają innym uwarunkowaniom niż na terenach otwartych. Biorąc pod uwagę, że miasta sukcesywnie się powiększają i coraz intensywniej wykorzystują swoje obszary, należy uznać problem kształtowania zabudowy energooszczędnej w typowo miejskim środowisku za bardzo aktualny. Artykuł ukazuje wzajemne zależności między kształtem zabudowy a warunkami mikroklimatu, które bezpośrednio wpływają na możliwości obniżania zapotrzebowania budynków na energię. Podstawą przeprowadzonych analiz są badania pochodzące z różnych źródeł literaturowych oraz własne, a także wybrane projekty budynków ekologicznych o charakterze miejskim. Celem opracowania jest rozpoznanie możliwości stosowania znanych rozwiązań energooszczędnych w budynkach tworzących zwartą tkankę miejską. Wyodrębniono kilka zasad dotyczących ich doboru i modyfikacji, które wydają się właściwą drogą kształtowania miejskiej architektury energooszczędnej.

Podgląd pełnego artykułu jest możliwy wyłącznie na większych ekranach.

The natural environment in urban areas

The areas which are heavily urbanized provide a spe-

cial environmental context, including densely developed

districts, limited open spaces and biologically active areas

as well as increased pollution and emission of heat gene-

rated by human activity. The natural environment is pushed

out by the environment created by people, and the clima-

tic factors undergo transformation (e.g. shading, changed

directions of winds caused by building layouts, the phe-

nomenon of urban heat island).

The climatic conditions of the cities in the moderate cli-

mate areas can be considered to be less friendly and com-

fortable for the city dwellers than those prevailing outside

the area so densely developed. The most signiﬁ cant diffe-

rences in comparison to the non-urban areas include the

following: less sunlight exposure (5–15%), higher cloudi-

ness (5–10%), smaller access of solar radiation (10–30%),

higher temperature, reduction of the differences between

the temperature of the day and night, decreased wind speed

(20–30%), acceleration of low wind speeds, changes in

wind directions (10–20

), poorer clarity of the atmosphere,

higher frequency of fogs. The impact of the surrounding

environment on the building in the urban fabric is there-

fore different than in the case of suburban areas and open

spaces [1]. Furthermore, there are different needs of the

buildings in the scope of the development of their interior

microclimate, e.g. problems with cooling and intensiﬁ -

cation of natural ventilation are more signiﬁ cant than in

less urbanized areas and they are more difﬁ cult to solve.

2014

2(38)

DOI: 10.5277/arc140205

Katarzyna Zielonko-Jung*

Zwarta przestrzeń miejska

jako środowisko budynków energooszczędnych

The densely developed urban space

as an environment for energy-efficient buildings

Środowisko naturalne na terenach zurbanizowanych

Tereny silnie zurbanizowane tworzą specyﬁ czny kon-

tekst środowiskowy. Charakteryzują się dużą intensyw-

nością zabudowy, deﬁ cytem otwartej przestrzeni i tere nów

biologicznie czynnych, zwiększoną emisją zanieczysz czeń

i ciepła pochodzącego z działalności czło wieka. Natu ral-

ne środowisko jest wyparte przez śro do wis ko stworzone

przez ludzi, a czynniki klimatyczne ulegają transformacji

(np. zacienianie, zmiany kierunków wiat rów spowodowa-

ne układem zabudowy, zjawisko miejs kiej wyspy ciepła).

W przypadku strefy klimatu umiarkowanego warunki

klimatyczne miasta można ocenić jako mniej przyjaz ne

i komfortowe dla mieszkańców niż te panujące poza ob -

szarem tak bardzo zabudowanym. Do najistotniejszych

róż nic w stosunku do terenów niezurbanizowanych nale -

żą: mniejsze usłonecznienie (5–15%), większe za chmu rze -

nie (5–10%), mniejszy dopływ promieniowania słonecz -

nego (10–30%), wyższa temperatura, zmniejsze nie różnic

między temperaturą dnia i nocy, zmniejsze nie pręd kości

wiatrów (20–30%), przyspieszanie wiat rów o nis kich pręd -

ś ciach, zmiany kierunków wiatru (10–20°), mniej sza

przezroczystość atmosfery, większa częs to tli wość mgieł.

Wpływ środowiska otaczającego na budynek w tkan ce

miejskiej jest zatem inny niż w przypadku terenów pod-

* Wydział Architektury Politechniki Warszawskiej/Faculty of

Architecture, Warsaw University of Technology.

50 Katarzyna Zielonko-Jung

The paper regards the climatic phenomena taking place

in urban interiors created by high-intensity developments

which ﬁ t in between the phenomena observed in larger

areas (local climate) and the conditions inside buildings.

This microclimatic phenomena effected zone is called the

surrounding of the buildings and its estimated area has

a radius of about 1000 m [2]. It demonstrates a large va-

riety of climatic conditions occurring in a short time in

a small area. These phenomena are not fully researched by

contemporary science, however, their impact on the energy

performance and the quality of the physical environment

of the interiors of buildings is unquestionable. It is also

known that the form of housing developments is closely re-

lated with the microclimate existing around them. The fol-

lowing is a discussion of the analysis of these relationships,

including the key factors for energy efﬁ ciency of the build-

ings such as sunlight exposure, temperature, and wind.

The microclimate of urban spaces

and the form of housing developments

The visual perception of urban interiors, including their

clarity, geometry, scale and space quality depends primar-

ily on the urban development layout. Two basic types of

these interiors are the streets and squares (public squares

or e.g. interiors within a block). When describing urban

development experts in climatology most often use the

height to the separation parameter between the buildings:

H/S. The greater the value of that ratio, the greater the

building density and the “deeper” the interior of the streets

or the squares.

This ratio determines among others the level and dis-

tribution of solar radiation that reaches the space between

miejskich i otwartych [1]. Różnią się także potrzeby bu-

dynków w zakresie tworzenia mikroklimatu ich wnętrz,

np. problemy chłodzenia i intensyﬁ kowania wentylacji

naturalnej są istotniejsze niż na terenach słabo zurbanizo-

wanych i trudniej je rozwiązać.

Podjęte rozważania dotyczą zjawisk klimatycznych za-

chodzących w obszarze wnętrz urbanistycznych stworzo-

nych przez zwartą zabudowę miejską. Zjawiska te mają

charakter pośredni między zjawiskami obserwowanymi

na większych obszarach (klimat lokalny) a warunkami

wnętrz budynków. Ta strefa oddziaływania zjawisk mi-

kro klimatycznych nazywana jest sąsiedztwem budynku

i szacuje się, że jej promień wynosi około 1000 m [2].

Cha rakteryzuje ją duże zróżnicowanie warunków klima-

tycznych występujące w krótkim czasie na małym obsza-

rze. Zjawiska te nie są w pełni zbadane przez współczesną

naukę, jednak ich wpływ na charakterystykę energetyczną

i jakość środowiska ﬁ zycznego wnętrz budynków jest nie-

podważalny. Wiadomo także, że istnieją ścisłe zależności

między kształtem zabudowy a czynnikami mikroklimatu

panującego w ich sąsiedztwie. Poniżej omówiono analizy

tych zależności, uwzględniając czynniki, które są kluczo-

we dla gospodarki energetycznej budynków: nasłonecz-

nienie, temperaturę i wiatr.

Mikroklimat przestrzeni miejskich

a kształt zabudowy

O wizualnym odbiorze wnętrz urbanistycznych: ich

czy telności, geometrii, skali i jakości przestrzennej, decy-

du je przede wszystkim kształt zabudowy miejskiej. Dwa

pod stawowe typy tych wnętrz to ulica i plac (plac pub-

liczny lub np. wnętrze w kwartale zabudowy). Znawcy

klima tologii odnoszą się najczęściej do parametru wy-

ra żającego proporcję wysokości budynków w stosunku

do odległości między nimi: H/S. Im większą wartość ma

ten współczynnik, tym większa intensywność zabudowy

i tym „głębsze” jest wnętrze ulicy bądź placu.

Od współczynnika tego zależy między innymi ilość

i rozkład promieniowania słonecznego, które traﬁ a do

prze strzeni między budynkami i pada na ich ściany. Część

pro mieniowania, które bezpośrednio dociera pomiędzy

bu dynki, ulega odbiciu lub wypromieniowaniu do atmos-

fe ry. Pozostała część jest akumulowana w powierzch-

niach tworzących masy termiczne: utwardzonym podłożu

oraz ścianach i dachach budynków (il. 1). Rozkład ener-

gii słonecznej zależy także od orientacji zabudowy wzglę-

dem stron świata.

Przykładowy rozkład promieniowania podaje Tim

Oke. Czyni to na podstawie analizy nasłonecznienia uli-

cy w Van couver w Kanadzie, położonej na osi północ–

połud nie, o współczynniku H/S = 0,9 [4]. Według jego

badań, około 60% promieniowania w godzinach połud-

niowych traﬁ ło jako ciepło do przestrzeni w jej obrę -

bie, 30% zostało zakumulowane w powierzchniach,

a 10% zostało zniwelowane przez parowanie powierzch-

ni. Największa część energii cieplnej traﬁ ła na podło-

że oraz do górnych stref przestrzeni, mniejsza na ściany

budynków. Ściana wschodnia została poddana najinten-

sywniejszemu promieniowaniu w godzinach porannych.

Il. 1. Dystrybucja promieniowania słonecznego w terenie otwartym

(po lewej u góry), w zabudowie o proporcjach H/S = 1 (po lewej

u dołu), w zabudowie o proporcjach H/S = 4 (po prawej)

(rys. autorki na podstawie [3])

Fig. 1. The distribution of solar radiation in an open area (upper left),

among the buildings where H/S = 1 (lower left), among the buildings

where H/S = 4 (right) (drawn by author based on [3])

radiation

Zwarta przestrzeń miejska jako środowisko budynków energooszczędnych /Energy-efficient buildings in urban space 51

buildings and their walls. The part of radiation that di-

rectly reaches the space between buildings is reﬂ ected or

emitted back to the atmosphere. Its remaining part is accu -

mulated in the surfaces which create thermal masses:

hardened surfaces, walls, and roofs of the buildings

(Fig. 1). The distribution of solar energy depends also on

the geographical orientation of the buildings.

Tim Oke gave an example of distribution of radia-

tion on the basis of the analysis of sunlight exposure of

a street in Vancouver, Canada, laid out on the north–south

axis, with H/S

= 0.9 [4]. According to his research about

60% of radiation at around noon reached its space as heat,

30% was accumulated on surfaces and 10% evaporated

through the surface. Most of the thermal energy reached

the ground and the upper sections of the space, whereas

the rest reached the walls of the buildings. The east wall

was most intensively exposed to the radiation in the mor-

ning hours. A noticeable, though smaller, increase was

recorded in the afternoon. It was caused by the radiation

reﬂ ected against the opposite wall. The distribution on the

west wall was similar but in the opposite hours of the day.

The greatest radiation on the ground and the upper layer

of the air was at around noon.

The distribution of energy of the solar radiation depends

closely on the H/S ratio. The greater its value, the more

uneven distribution of the energy coming from the sun.

These relationships were analyzed by Anthony J. Arn ﬁ eld

who compared the values of the radiation reaching diffe-

rent parts of the street (pedestrian zones, ground, walls of

the buildings), depending on the H/S ratio (for the follow-

ing values: H/S = 0.25, 0.5, 1, 2, 3 and 4), street orientation

(north–south axis and east–west axis) and its latitude [5].

It turned out that the values of radiation decrease along

the increase of the H/S ratio (that is the “depth” of the

street) in all studied zones. The greatest differences re-

gard the summer time. Interestingly, in the latitudes corre-

sponding to the moderate climate the sunlight exposure of

the ground and pedestrian zones is similar for the streets

laid out along the north–south axis and east–west axis (in

e.g. hot climates the orientation affects the level of sun-

light exposure). Consequently, in our climatic conditions

it is the geometry of the buildings that affects the values of

solar radiation that reaches the street interiors more than

their geographical orientation.

In the case of walls, just like in the case of the street

interiors, the level of radiation is lower along with the

“depth” of the streets. According to Arnﬁ eld for the lati-

tude of Poland, in June the walls of the streets laid out on

the north–south axis, where H/S = 0.25, receive four times

greater radiation than the walls of the streets with H/S = 4.

The difference is more or less twice as big for perpendicu-

lar streets. However, the geographical orientation is sig-

niﬁ cant only for the streets with a relatively low H/S ratio.

When its value exceeds 2, the radiation is similar in both

cases. The walls exposed to the east and west (the street

laid out on the north–south axis) receive generally more

energy of the solar radiation than the walls of perpendicu-

lar streets. In the winter the geographical orientation of

the street does not signiﬁ cantly affect the insolation of the

walls for all studied values of H/S.

Zauważalny, choć mniejszy wzrost odnotowano po połu-

dniu. Spowodowany był promieniowaniem odbitym od

przeciwległej ściany. Na ścianie zachodniej rozkład był

analogiczny, ale w odwrotnych porach dnia. Na podłożu

i w górnej warstwie po wietrza szczyt promieniowania na-

stąpił w godzinach po łudniowych.

Rozkład energii promieniowania słonecznego jest ściś-

le uzależniony od współczynnika H/S. Im większą war-

tość ma ten współczynnik, tym bardziej nierównomier-

nie dystrybuowana jest energia pochodząca ze słońca.

Zależności te analizował Anthony J. Arnﬁ eld, który po-

równał wartości promieniowania docierającego do róż-

nych stref ulicy (strefa pieszych, podłoże, ściany budyn-

ków) w zależności od parametru H/S (uwzględnił wartoś ci

H/S

= 0,25, 0,5, 1, 2, 3 i 4), orientacji ulicy (na osi północ–

południe i wschód–zachód) oraz szerokości geograﬁ cz-

nej [5].

Okazało się, że wartości promieniowania maleją wraz

ze wzrostem współczynnika H/S (czyli „głębokości” ulicy)

we wszystkich badanych strefach. Największe różni-

ce dotyczą okresu letniego. Co ciekawe, dla szeroko-

ści odpowiadających klimatowi umiarkowanemu strefy

podłoża i pieszych są podobnie nasłonecznione dla ulic

położonych zarówno na osi północ–południe, jak i wschód–

zachód (w klimatach np. gorących orientacja wpływa na

war tości nasłonecznienia). A zatem w naszych warunkach

kli matycznych to geometria zabudowy bardziej wpływa

na wartości promieniowania słonecznego traﬁ ającego do

wnętrza ulicy niż orientacja ulicy względem stron świata.

W przypadku ścian, podobnie jak dla stref we wnętrzu

ulicy, ilość promieniowania jest tym mniejsza, im „głęb-

sza” jest ulica. Wed

ług Arnﬁ elda dla szerokości geogra-

ﬁ cznej Polski, w czerwcu, ściany ulicy o współczynniku

H/S = 0,25 położonej na osi północ–południe otrzymu-

ją czterokrotnie więcej promieniowania niż ściany ulicy

o H/S = 4. Dla prostopadłej ulicy różnica jest mniej wię-

cej dwukrotna. Orientacja ma jednak znaczenie jedynie

dla ulic o stosunkowo niskim współczynniku H/S. Gdy

jego wartość przekracza 2, promieniowanie jest zbliżone

dla obu rozważanych orientacji. Ściany eksponowane na

wschód i zachód (ulica orientowana na osi północ–połu-

dnie) przyjmują sumarycznie więcej energii promienio-

wania słonecznego niż ściany ulicy prostopadłej. Zimą

orientacja ulicy nie wpływa wyraźnie na nasłonecznienie

ścian dla wszystkich badanych współczynników H/S.

Rozkład promieniowania słonecznego w przestrze-

niach miejskich wpływa na ich charakterystykę termicz-

ną. Latem panująca w nich temperatura jest wyraźnie

wyższa niż w streﬁ e ponad dachami. Największe różni-

ce występują nocą w „głębokich”, ściśle zabudowanych

wnętrzach, gdy ciepło zakumulowane w powierzchniach

oddawane jest do atmosfery. Zimą różnice są nieznaczne.

Przestrzenie ulic i placów podlegają także zróżnico-

waniu termicznemu w tym samym czasie. W przypadku

nasłonecznionych wnętrz występują różnice temperatur

powietrza i powierzchni. Temperatura powierzchni pod-

dawanej bezpośredniemu promieniowaniu może być na-

wet do 10 °C wyższa niż powietrza, podczas gdy ściana

zacieniona może być o kilka stopni od niego chłodniejsza.

W przypadku wysokich wartości parametru H/S znacz-

52 Katarzyna Zielonko-Jung

nemu zróżnicowaniu podlega temperatura ścian przeciw-

ległych (nawet do 20 °C, przy orientacji ulicy wschód–

zachód) oraz stref dolnych i górnych tej samej ściany,

poza północną [6].

Geometria budynków i odległości między nimi mają

także znaczenie dla przepływu powietrza. Istotne jest,

by wiatr pozwalał na wymianę powietrza w przestrze-

niach miejskich i chronił je przed letnim przegrzewaniem.

Prędkość wiatru nie powinna być zbyt duża, zwłaszcza

w okresach zimnych, ze względu na dyskomfort prze-

chodniów i zwiększanie potrzeb grzewczych budynków.

Niewystarczająca wentylacja występuje przy temperatu-

rze 25 °C i prędkości poniżej 3 m/s, zaś potrzeba ochro-

ny przed wiatrem, gdy temperatura jest niższa niż –5 °C,

a prędkość przekracza 1 m/s [7].

Proces wymiany powietrza w obszarze ulic i placów,

podobnie jak w przypadku nasłonecznienia, zależy od pa-

ra metru H/S, zwłaszcza gdy wiatr wieje prostopadle do

linii zabudowy. Wówczas przy ścianach budynków wy-

stę puje strefa recyrkulacji powietrza (il. 2). W przypadku

szerokich, „płytkich” ulic wentylacja jest niezakłóco na,

gdyż powietrze dociera do wnętrza poza tymi strefa-

mi. Jednak wraz ze wzrostem parametru H/S zmniejsza

się obszar wentylowany, by w przypadku jego granicz -

nej wartoś ci w przestrzeni ulicy występował wyłącz-

nie zamknięty ruch wirowy [9]. Wówczas zalega w niej

za nieczyszczone, nagrzane powietrze, tworzy się mgła.

Wen tylowanie naturalne budynków jest nieskuteczne.

Nie sposób precyzyjnie określić optymalną ze wzglę-

du na warunki aerodynamiczne wartość współczynnika

H/S. Wpływa na nie bowiem pośrednio także zabudowa

The distribution of solar radiation in urban spaces

affects their thermal performance. In the summer their

temperature is markedly higher than in the zone above the

roofs. The greatest differences occur at night in “deep”,

densely developed interiors, when the heat accumulated

in the surfaces is emitted back to the atmosphere. In the

winter the differences are insigniﬁ cant.

The spaces of the streets and squares also demonstrate

different thermal patterns at the same time. In the case of

the interiors exposed to the sunlight there are diffe rences

in the temperatures of the air and surfaces. The tempera-

ture of the surface directly exposed to radiation can be

even up to 10 °C higher than the temperature of the air,

whereas the shaded wall can be a few degrees colder.

In the case of high values of H/S the temperature of the

opposite walls varies signiﬁ cantly (even up to 20 °C with

their east–west layout) as well as the lower and upper

zones of the same wall, except for the north wall [6].

The geometry of the buildings and the distances be-

tween them are also crucial for the ﬂ ow of air. It is im-

portant for the wind to allow for the exchange of air in

ur ban spaces and protect them against overheating in the

summer. The wind speed should not be too high, espe-

cially in the winter due to the discomfort of the pede strians

and the greater demand for heating of the buildings. The

ventilation proves to be insufﬁ cient at the temperature of

25 °C and the wind speed below 3 m/s, the need to protect

against wind when the temperature is below –5 °C and

when the wind speed exceeds 1 m/s [7].

The air exchange process in the area of the streets and

squares, just like in the case of sunlight exposure, de-

pends on H/S, especially when the wind blows perpen-

dicular to the building line. Then the air recirculation zone

forms by the building walls (Fig. 2). In the case of wide,

“shallow” streets the ventilation is unhindered because the

air gets inside outside of those zones. However, the great-

er the H/S parameter, the smaller the ventilated area, so in

the case when its value is limited in the street space only

the closed eddy movement occurs [9]. Then the polluted,

heated air deposits in it and fog develops. The natural ven-

tilation of the buildings is ineffective.

It is impossible to calculate precisely the optimum

value of H/S in respect of the aerodynamic conditions as

they are also indirectly affected by the buildings in the

further neighborhood. However, it can be presumed that

when the distance between buildings is greater than their

height multiplied by 2.7 (H/S

< 0.37), with winds per-

pendicular to the building line, the air is intensively ex-

changed, and when their width is smaller than the height

of the buildings multiplied by 1.35 (H/S > 0.74), the air

is not ex changed [10]. This phenomenon is especially

prevalent in small backyards of city blocks which, unlike

streets, are enclosed by walls from both sides [11]. In that

case the key role is played by open spaces and gateways

between buildings (Fig. 3).

Other important spatial features of the buildings in-

clude, e.g. their varied heights, continuity of façades,

gateways, setoffs, roof shapes. For instance the “densely

packed” streets with H/S ≥ 0.33 provide channels sucking

in streams of air. The narrowings of the streets and the

cre-

Il. 2. Schemat cyrkulacji powietrza w przestrzeni ulicy przy wiatrach

prostopadłych; cyrkulacja niezakłócona (u góry), ograniczona

(w środku) i brak wentylacji (u dołu) (rys. autorki na podstawie [8])

Fig. 2. Air circulation in the street space with winds blowing

perpendicular; unhindered circulation (top), limited circulation

(middle), and no ventilation (bottom) (drawn by author based on [8])

Zwarta przestrzeń miejska jako środowisko budynków energooszczędnych /Energy-efficient buildings in urban space 53

vi ces between elongated buildings cause strong wind gusts.

On the other hand, detached structures with signiﬁ cant -

ly greater heights than the buildings in their neighborhood

cause the vertical air movement [12]. They can then inten-

sify the ventilation of streets or squares. The elongated strip

of tall buildings can protect smaller buildings against the

wind, which, despite being beneﬁ cial in the winter, causes

overheating of the space around them in the summer.

Energy-efficient townhouses

Compared with open areas, densely developed urban

spaces limit the possibilities of applying solutions dedi-

cated to saving energy and getting it from natural sources.

The biggest problems include the buildings shading one

another, difﬁ culty in optimally orienting them against

the sun, limiting the natural ventilating urban spaces and

buildings, overheating in the summer. Their intensiﬁ ca-

tion is directly proportional to the building density.

The universally known “textbook” rules of developing

energy-efﬁ cient buildings regard the situations in which

the context of the surrounding barely affects the natural

microclimatic conditions. In the case of densely develo-

ped urban space it is necessary to selectively choose the

popular solutions or modify them so they correspond to in-

dividual properties of a given plot, the needs of the build-

ings, and urban spaces. Some of the directions which have

been discussed here seem to be the right way to deve lop

the spatial solutions adjusted to the microclimatic condi-

tions of the space in the densely developed urban fabric.

One of them regards the geometry of the buildings and

urban interiors. The basic recommendation for energy-

efﬁ cient buildings is to try to develop their compact forms

and expose them to solar beneﬁ ts. The urban fabric favors

compact forms, however, it limits the possibilities of ob-

taining thermal energy passively from the sun. In the case

of deep street canyons the lower sections of the buildings

obtain little energy from the sun, even if they are south

oriented. It seems reasonable then to look for possibilities

of extending the distance between the buildings in their

upper sections e.g. by introducing sloping roofs, inclined

w dalszym sąsiedztwie. Jednak w uproszczeniu można

przyjąć, że gdy szerokość między budynkami jest więk-

sza niż ich wysokość pomnożona przez 2,7 (H/S

< 0,37),

przy wiat rach prostopadłych do linii zabudowy występuje

intensywna wymiana powietrza, a gdy ich szerokość jest

mniejsza niż wysokość budynków pomnożona przez 1,35

(H/S > 0,74), powietrze nie ulega wymianie [10]. Szcze-

gól nie narażone na to zjawisko są niewielkie podwórka

w kwartałach miejskich, które w przeciwieństwie do ulic

ograniczone są ścianami z obu stron [11]. W ich przypad-

ku kluczową rolę odgrywają przecięcia zabudowy oraz

otwory bramne (il. 3).

Ważne są także inne cechy przestrzenne zabudowy,

np. zróżnicowanie wysokości budynków, ciągłość pie-

rzei elewacyjnych, bramy i podcięcia, formy dachów. Na

przykład „szczelnie” zabudowane ulice o współczynniku

H/S ≥ 0,33 tworzą kanały zasysające strumienie powie-

trza. Przewężenia ulic i szczeliny między wydłużonymi

bu dynkami powodują gwałtowne przyspieszenia wiatru.

Po jedyncze obiekty o znacznie większej wysokości niż

za budowa sąsiednia wywołują z kolei pionowy ruch po-

wietrza [12]. Mogą zatem zintensyﬁ kować wentylację uli-

cy lub placu. Wydłużony pas wysokiej zabudowy może

zaś przesłonić od wiatru zabudowę niższą, co choć ko-

rzystne zimą, powoduje przegrzewanie przestrzeni wokół

niej w okresach letnich.

Energooszczędne budynki miejskie

W porównaniu z terenem otwartym przestrzenie miej-

skie utworzone przez zwartą zabudowę ograniczają moż-

liwości stosowania rozwiązań nakierowanych na oszczęd-

ność energii i pozyskiwanie jej ze źródeł naturalnych. Do

najpoważniejszych problemów zaliczyć można wzajemne

zacienianie zabudowy, trudność jej optymalnego oriento-

wania względem słońca, ograniczenie naturalnego wenty-

lowania przestrzeni miejskich i budynków, tendencje do

przegrzewania latem. Ich nasilenie jest wprost proporcjo-

nalne do intensywności zabudowy.

Powszechnie znane, „podręcznikowe” zasady kształto-

wania budynków energooszczędnych dotyczą sytua cji,

w któ rych kontekst otoczenia nieznacznie wpływa na na-

turalne uwarunkowania mikroklimatyczne. W przypad ku

zwartej zabudowy miejskiej istnieje konieczność se lek-

tywnego wyboru znanych rozwiązań bądź ich mody ﬁ -

kowania, tak by odpowiadały indywidualnym możliwoś-

ciom danej działki oraz potrzebom budynków i przestrzeni

miejskich. Omówiono tu pewne kierunki, które wydają

się właściwą drogą dochodzenia do rozwiązań przestrzen-

nych dostosowanych do uwarunkowań mikroklimatycz-

nych przestrzeni w ścisłej tkance miasta.

Jeden z nich dotyczy geometrii zabudowy i wnętrz

ur banistycznych. Podstawowym zaleceniem dla budyn-

ków energooszczędnych jest dążenie do zwartości for-

my oraz wyeksponowania jej na zyski słoneczne. Tkan-

ka miasta sprzyja formom zwartym, ogranicza jednak

możliwoś ci pasywnego pozyskiwania energii cieplnej

ze słońca. W przy padku głębokich kanionów ulicznych

dolne partie bu dynków czerpią ze słońca w niewielkim

stopniu, nawet przy orientacji południowej. Zasadne

Il. 3. Cyrkulacja powietrza wewnątrz kwartału zabudowy

przy różnych wariantach jego otwarcia (rys. autorki na podstawie [11])

Fig. 3. Air circulation inside the block with different variants of

its opening (drawn by author based on [11])

54 Katarzyna Zielonko-Jung

wyda je się zatem po szukiwanie możliwości poszerzania

od leg łości między budynkami w górnej partii zabudo-

wy np. przez wprowa dzanie skośnych dachów, pochylo-

nych lub zaokrąg lo nych ku górze ścian, uskoków górnych

kon dyg nacji. Dzię ki temu można zmniejszyć zacienie-

nie wąs kich ulic i powięk szyć strefę wentylacji. Kierując

się zasa dą tzw. koper ty słonecznej, czyli minimalizowa-

nia powierzchni ścian północnych na korzyść tych lepiej

nasłonecznionych, należy dążyć do obniżania północ -

nych pierzei elewacyjnych, a podwyższania południo-

wych (il. 4). Powierzchnie nachylone na południe mogą

zaś posłużyć do sytuowania instalacji aktywnie pozysku-

jących energię słoneczną.

Charakter przestrzenny zwartej zabudowy miejskiej

i za chodzących w jej otoczeniu zjawisk mikroklimatycz-

nych skłania także do reinterpretacji zasad dotyczących

stre fowania budynków energooszczędnych. Dotyczy ono

gru powania pomieszczeń według potrzeb termicznych

i świetlnych. I tak, pomieszczenia o dużym zapotrzebo-

waniu na ciepło i światło (np. strefy dzienne mieszkań),

a także pomieszczenia o dużych rozmiarach powinny zaj-

mować strefy lepiej eksponowane na słońce, a pomiesz-

czenia o mniejszym zapotrzebowaniu, generujące ciepło

i niewielkie – strefy gorzej nasłonecznione. Zastosowanie

tego modelu w zwartej tkance miejskiej nie zawsze jest

możliwe, zwłaszcza gdy proporcje zabudowy powodu-

ją zacienienie dolnej strefy przez znaczną część dnia.

W tej sytuacji rozważać można różnicowanie przezna-

cze nia funkcjonalnego budynków w pionie, w zależności

od warunków nasłonecznienia. Dolne kondygnacje po-

winny mieścić pomieszczenia niewymagające bezpośred-

niego dostępu promieniowania oraz o dużym obciążeniu

termicznym. Górne kondygnacje, o znacznie większych

możliwościach w zakresie pasywnego pozyskiwania ener-

gii s

łonecznej, powinny mieścić pomieszczenia związane

ze stałym przebywaniem ludzi i o dużych potrzebach w za -

kresie bezpośredniego oświetlenia światłem dziennym.

Podobna zamiana układu horyzontalnego na wertykal-

ny dotyczyć może zasad rozmieszczania elementów prze-

szklonych, ukierunkowanych na pasywne pozyskiwanie

energii słonecznej. W niezacienianych budynkach wolno

stojących należy umieszczać duże okna i struktury szklar-

niowe od południa. Od wschodu i zachodu udział prze-

szkleń względem ścian pełnych powinien być mniejszy,

a od północy powinno być ich jak najmniej. Tak więc róż-

nicowanie wielkości przeszkleń odbywa się na obwodzie

budynku. W przypadku ulic różnicowanie to może prze-

biegać wertykalnie, czyli dolne strefy powinny mieć mniej

okien niż górne, lepiej nasłonecznione. Analogicznie, ze-

wnętrzne elementy ochrony przeciwsłonecznej (np. wysu-

nięte części elewacji, okiennice, żaluzje, rolety) mogą być

potrzebne jedynie w górnych pasach ścian.

Układ zwartej tkanki miejskiej ogranicza swobodę for-

mowania budynków, a zwłaszcza ich ustawiania wzglę-

dem stron świata. Te dwa elementy w przypadku budyn-

ków energooszczędnych podlegają ścisłej optymalizacji.

Dla budynków na terenach intensywnie zabudo wanych

najwłaściwsze zatem mogą się okazać rozwiąza nia pro -

energetyczne, które nie wymagają określonej orientacji

względem stron świata. Należą do nich te, które wykorzy -

or rounded upwards walls or offsets in the upper ﬂ oors.

Consequently, this can decrease the shading of the narrow

streets and increase the ventilation zone. While following

the so called solar envelope principle that is minimizing

the area of north walls for the beneﬁ t of those with a better

sunlight exposure, the lowering of north façades should

be sought after and south façades should be made higher

(Fig. 4). The surfaces inclined towards the south can be

used

for placing installations actively obtaining solar energy.

Il. 4. Przykłady różnicowania wysokości zabudowy w celu maksymali-

zacji zysków słonecznych i minimalizacji strat ciepła. Oznaczenia

na rysunku określają orientację pokazanych ścian elewacyjnych

(rys. autorki na podstawie [6])

Fig. 4. Examples of varied heights in the buildings to maximize

the solar benefits and minimize heat losses. The marks in the figure

indicate orientation of the façades shown (drawn by author based on [6])

The spatial character of the densely developed build-

ings and the microclimatic phenomena taking place in

their surroundings imposes the reinterpretation of the

rules regarding the zoning of energy-efﬁ cient buildings.

It regards grouping rooms according to the thermal and

lighting needs. Consequently, the rooms with a large de-

mand for heat and light (e.g. day zones in the apartments)

as well as larger rooms should be located in the zone

better exposed to the sunlight and the rooms with a smaller

demand, generating heat and small ones – in the zones less

exposed to the sunlight. The application of this model in

the densely developed urban fabric is not always possible,

especially when the proportions of the buildings cause

shading of the lower zones most of the day. In such a situ-

ation assigning various functions of the buildings verti-

cally, depending on sunlight exposure can be considered.

The rooms located on their lower ﬂ oors should be the

rooms which do not require direct access of radiation and

those with a high thermal demand. The upper ﬂ oors, with

signiﬁ cantly greater possibilities of obtaining solar energy

passively, should have rooms accommodating people with

a large demand for direct daylight exposure.

A similar change from the horizontal to vertical lay-

out can regard the principles of placing glazed elements,

dedicated to obtaining solar energy passively. The shaded

detached buildings should have large windows and green-

house structures from the south. The proportion of glazings

on the walls should be smaller from the east and west, and

their number should be as small as possible from the north.

Consequently, the size of the external glazed elements of

the buildings should vary. In the case of streets this varia-

tion can be vertical and the lower zones should have fewer

windows than the upper ones with a better sun light expo-

sure. Similarly, the external elements protec ting against sun

exposure (e.g. protruding parts of façades, shutters, blinds)

can be needed only in the upper sections of the walls.

północ

north

południe

south

południe

south

północ

north

Zwarta przestrzeń miejska jako środowisko budynków energooszczędnych /Energy-efficient buildings in urban space 55

The layout of the densely developed urban fabric limits

the freedom of designing buildings, and especially their geo-

graphical orientation. These two elements in the case of ener-

gy-efﬁ cient buildings are subject to strict optimization. The

energy-efﬁ cient solutions, which do not require a speciﬁ c

geographical orientation, can prove then most beneﬁ cial for

the buildings located in densely developed urban areas. They

include the ones which make use of roof surfaces and not the

façades. It is the roofs that provide the best place in the cities

to place such installations obtaining energy actively as solar

panels, photovoltaic cells, and wind turbines because they

are less shaded and blocked than the walls of the buildings.

Furthermore, roofs are also important for the appli cation of

spatial elements obtaining energy passively and controlling

the microclimate inside the buildings, e.g. patios and chim-

ney elements. Although the correct application of patios

with glazed façades in the townhouses is possible only when

the orientation of the glazing against the sun is proper and

there is no shading by neighboring buildings, the internal

patio is a universal solution. The orientation of a building and

the degree of shading of its walls do not signiﬁ cantly affect

the

functioning of such a patio. It also improves the inte-

rior lighting conditions with daylight, which in the case of

highly densely developed urban areas can be insufﬁ cient.

The solar chimneys and wind towers which are not so

popular in Poland can also prove beneﬁ cial. In respect of

bio-climate they operate similar to patios but they are

de centralized and that is why their impact on the spatial

layout of the buildings is smaller. Because of them the

build ings with deep bays can provide comfortable internal

microclimate (uniform access of daylight, natural air ex-

change) and functional ﬂ exibility.

The problems which have been discussed in this paper

clearly emphasize the signiﬁ cance of the technological so-

lutions which depend to a small degree or do not depend

at all on the form of the buildings and their geographi-

cal orientation. They should complement the operation of

simple, traditional solutions which in complex microcli-

matic conditions can prove insufﬁ cient. So different types

of control systems (e.g. the position of the elements of

the shading systems), hybrid installations (e.g. combined

gra vity and mechanical ventilation systems), systems allo -

wing for the introduction of greenery on the surfaces of

the buildings, innovative building materials (e.g. smart

type) can prove most beneﬁ cial for townhouses.

Although the use of thermal energy of the sun is difﬁ -

cult in urban areas, the use of wind energy in those spaces

has a great potential. The current level of knowledge and

available technologies do not provide for its full use but

this is surely an area for development. The interest in this

form of energy is evident in the ﬁ rst designs of high-rise

buildings with wind turbines (e.g. Bahrain World Trade

Center in Manama designed by Atkins; Pearl River Tower

in Guangzhou designed by SOM; Castle House in London

tempts at integrating small undisturbing elements obtain-

ing wind energy (e.g. vertical axis wind turbines, elements

made of piezoelectric materials) with small scale buildings.

The city also provides unique resources of energy con-

nected with the concentration of a great number of people

stują płaszczyznę dachu, a nie elewacje. W zabudo wie

miejskiej to właśnie dachy tworzą najkorzystniejszą płasz-

czyznę do sytuowania instalacji aktywnie pozyskują cych

energię: kolektorów słonecznych, ogniw fotowoltaicz-

nych, turbin wiatrowych. Są bowiem mniej narażone na

zacienianie i przesłanianie niż ściany budynków. Dachy

mają także znaczenie dla możliwości stosowania elemen-

tów przestrzennych pozyskujących energię w sposób pa-

sywny i regulujących mikroklimat wnętrz budynków, np.

przestrzeni atrialnych i elementów komi nowych. O ile

prawidłowe zastosowanie atrium z przeszkloną elewa-

cją w budynku w zwartej zabudowie jest możliwe jedynie

przy właściwej orientacji przeszklenia względem słoń-

ca i braku zacieniania przez sąsiednią zabudowę, o tyle

atrium wewnętrzne jest rozwiązaniem uniwersal nym.

Orientacja budynku i stopień zacienienia jego ścian nie

wpływają zasadniczo na sposób działania takiego at rium.

Pozwala ono także na poprawę warunków oświetlenia

wnętrza światłem dziennym, które w przypadku bardzo

intensywnej zabudowy mogą być niezadowalające.

Korzystne mogą się także okazać mało popularne

w Polsce kominy słoneczne i wieże wiatrowe. Pod wzglę-

dem bioklimatycznym działają podobnie jak atria, ale

mają charakter zdecentralizowany, przez co mniej wpły-

wają na układ przestrzenny budynku. Dzięki nim budynki

o głębokich traktach mogą osiągnąć komfortowe warun-

ki mikroklimatu wnętrza (równomierne oświetlenie świa-

tłem dziennym, naturalna wymiana powietrza) i funkcjo-

nalną elastyczność.

Na tle omówionych tu problemów rysuje się wyraź-

nie znaczenie rozwiązań technologicznych, które w nie-

wielkim stopniu bądź w ogóle nie zależą od formy budyn-

ku i jego orientacji wzgl

ędem stron świata. Powinny one

uzupełniać działanie prostych, tradycyjnych rozwiązań,

które w złożonych warunkach mikroklimatycznych mogą

okazać się niewystarczające. I tak różnego rodzaju syste-

my sterujące (np. położeniem elementów systemów za-

cieniających), instalacje hybrydowe (np. łączące wentyla-

cję grawitacyjną i mechaniczną), systemy umożliwiające

wprowadzanie zieleni na powierzchnie budynków, inno-

wacyjne materiały budowlane (np. typu smart) mogą oka-

zać się najwłaściwsze właśnie dla budynków miejskich.

O ile wykorzystanie energii cieplnej słońca jest utrud-

nione w przestrzeniach miejskich, o tyle wykorzystanie

energii wiatru w przestrzeniach tych ma wielki potencjał.

Aktualny stan wiedzy i dostępne technologie nie pozwala-

ją go w pełni wykorzystać, ale jest to z pewnością obszar

rozwojowy. Przejawem zainteresowania tą formą energii

są pierwsze realizacje obiektów wysokościowych z turbi-

nami wiatrowymi (np. Bahrain World Trade Center w Ma-

namie, proj. Atkins; Pearl River Tower w Guang zhou,

proj. SOM; Castle House w Londynie, proj. Hamiltons

Ar chitects). Podejmowane są także próby integrowania

drob nych nieuciążliwych elementów pozyskujących wiatr

(np. turbiny o pionowej osi obrotu, elementy z materia-

łów piezoelektrycznych) z budynkami o niewielkiej skali.

Miasto dysponuje także unikatowymi zasobami ener-

gii związanymi ze skupieniem na jednym obszarze wiel-

kiej liczby ludzi. Energia pochodząca od ludzi (np. ciepl-

na, mechaniczna) i ich działalności (np. ciepło z urządzeń,

56 Katarzyna Zielonko-Jung

różne możliwości wykorzystania odpadów) tworzy nie-

wykorzystany jeszcze potencjał, który prawdopodobnie

zostanie „uruchomiony” w przyszłości.

Energooszczędność w kontekście

zabudowy miejskiej

O ile problematyka proekologicznych i proenergetycz -

nych rozwiązań w budynkach jest mocno rozwinięta przez

współczesną naukę i znajduje swój wyraz w działaniach

praktycznych, o tyle aspekt złożonego kontekstu środowisko-

wego zabudowy miejskiej jest mało zbadany. Najczęściej to

jednostkowe budynki stają się przedmiotem rozważań, a rola

ich otoczenia i kontekstu przestrzennego traktowana jest po-

wierzchownie. Tymczasem istotne jest, by widzieć projekto-

wany budynek lub zespół budyn ków nie jako wartość jed-

nostkową, ale jako element większego fragmentu zabudowy.

Taki sposób myślenia tworzy nową wartość w rozważaniach

nad kierunkami rozwoju budownictwa energooszczędne-

go i wykorzystania od na wialnych źródeł energii na terenach

zurbanizowanych. Tkanka miejska, projektowana całoś-

ciowo lub uzupełniana, powinna tworzyć harmonijny układ

– nie tylko ze względu na uwarunkowania urbanistyczne, ale

także mi kroklimatyczne i energetyczne. Wprowadzenie no-

wej zabudowy wymaga rozważań, w jaki sposób należy ją

kształ tować, by nie pogorszyć

warunków istniejących, i czy

w sytuacjach problematycznych możliwa jest ich poprawa.

Dotyczy to szczególnie zjawisk aerodynamicznych, których

badania dowodzą, że konsekwencje wprowadzenia nowego

budynku mogą być odczuwalne dalej niż tylko w jego bezpo-

średnim sąsiedztwie.

Istotne jest wypracowanie optymalnej intensywno-

ści zabudowy, która stanowi dobrze wyważony kompro-

mis między dążeniem do ekonomicznego wykorzystania

tere nu a komfortem przestrzennym i mikroklimatycznym.

Nie musi to wcale prowadzić wyłącznie do ograniczania

za budowy intensywnej. Zespół mieszkaniowo-usługowy

BedZED w Londynie (proj. ZEDfactory) jest przykładem

zwar tego osiedla zajmującego stosunkowo niewielki ob-

szar. W jego przypadku właściwe, choć niekonwencjonalne

uformowanie budynków i przestrzeni między nimi pozwo-

liło uniknąć podstawowych problemów związanych z bra-

kiem słońca i wymiany powietrza, pomimo niewielkich

in one place. The energy generated by people (e.g. thermal

or mechanical) and their activity (e.g. heat from machinery,

different ways of making use of wastes) provides still unused

potential which will probably be “activated” in the future.

Energy-efficiency in the context of

urban developments

Although the pro-ecology and energy-efﬁ cient so-

lutions in buildings are well known by contemporary

science, which is evident in practice, the aspect of the

complex environmental context of the densely develo -

ped urban areas is poorly researched. Most often it is the

single buildings that are subject of research, whereas the

role of their surrounding and the spatial context is studied

superﬁ cially. However, it is important to see a designed

building or a group of buildings not as a separate value

but as an element of a greater development. Such a way

of thinking creates a new value in the discussion on the

directions of development of energy-efﬁ cient buildings

and the use of renewable sources of energy in urban areas.

The urban fabric, designed as a whole or supplemented,

should form a harmonious development – not only due

to urban layout but also microclimate and energy perfor-

mance. The introduction of new buildings requires con-

sideration of how they should be designed so that they

would not deteriorate the existing conditions and whether

in problematic situations it is possible to improve them.

This regards especially the aerodynamic conditions whose

study proves that the introduction of a new building can

affect further than only in its direct surrounding.

It is important to develop an optimal development

den sity which would provide a well-balanced compro-

mise between the pursuit for the economic use of the area

and comfortable space and microclimate. This does not

necessa rily have to only limit the densely developed areas.

The BedZED estate in London (designed by ZEDfactory)

is a densely developed housing estate occupying a rela-

tively small area. In spite of its unconventionally designed

buildings and the space between them it was possible

to avoid the basic problems connected with the lack of

sunlight and the exchange of air despite small distances

between the rows of buildings (Fig. 5). A similar hous-

Il. 5. Osiedle mieszkaniowe BedZED (fot. BioRegional [13])

Fig. 5. Housing development BedZED (photo by BioRegional [13])

Il. 6. Osiedle mieszkaniowe we Freiburgu (fot. K. Zielonko-Jung)

Fig. 6. Housing development in Freiburg (photo by K. Zielonko-Jung)

Zwarta przestrzeń miejska jako środowisko budynków energooszczędnych /Energy-efficient buildings in urban space 57

ing estate in Freiburg (Fig. 6), with the distances between

elongated buildings smaller than their height and a half,

offers very good microclimatic conditions and the pos-

sibility of obtaining solar energy actively (the estate has

a positive energy balance).

The characteristic features of the microclimatic con-

ditions of urban spaces which have been outlined above

demonstrate the complexity of the issues connected with

them. The level of knowledge about them is insufﬁ cient

and needs further research. The special role of the inter-

disciplinary cooperation at the stage of spatial planning

and urban design is evident. As a result of such a coopera-

tion the issue of using the energy potential of individual

areas and providing the right climatic conditions would

become signiﬁ cant in the decision making process regard-

ing the development of the city.

Translated by

Tadeusz Szałamacha

Bibliografia /References

[1] Lewińska J., Klimat miasta, zasoby, zagrożenia, kształtowanie,

Instytut Gospodarki Przestrzennej i Komunalnej, Kraków 2000.

[2] Ratti C., Di Sabatino S., Britter R., Urban Texture Analysis with

Image Processing Techniques: Winds and Dispersion, „Theoretical

and Applied Climatology” 2006, Vol. 84, 77–90.

[3] Givoni B., Climate Considerations in Building and Urban Design,

Willey & Sons, New York 1998.

[4] Oke T.R., Canyon Geometry and the Nocturnal Urban Heat Island:

Comparison of Scale Model and Field Observation, „International

Journal of Climatology” 1981, Vol. 1, 237–254.

[5] Arnﬁ eld A.J., Street Design and Urban Canyon Solar Access,

„Energy and Building” 1990, Vol. 14, 117–131.

[6] Ali-Toudert F., Dependence of Outdoor Thermal Comfort on

Street Design in Hot and Dry Climate, 2005, www.freidok.uni-

freiburg.de/volltexte/2078/pdf/diss_freidok_ali_toudert_fazia.pdf

[accessed: 15.03.2012].

[7] Klemm K., Kompleksowa ocena warunków mikroklimatu w luź-

nych i zwartych strukturach urbanistycznych, Sekcja Fizyki Bu-

dowli, Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN, Studia z Zakresu

Inżynierii nr 75, Warszawa 2011.

[8] Daniels K., The Technology of Ecological Building, Birkhauser,

Berlin 1997.

[9] Hegger M., Fuchs M., Stark T., Zeumer M., Energy Manual,

Sustainable Architecture, Birkhauser, Berlin 2008.

[10] Zielonko-Jung K., Kształtowanie przestrzenne architektury ekolo-

gicznej w strukturze miasta, Oﬁ cyna Wydawnicza PW, Warszawa

2013.

[11] Laskowski L., Wybrane zagadnienia ﬁ zyki miasta, Centralny Ośro-

dek Informacji Budownictwa, Warszawa 1987.

[12] Flaga A., Inżynieria wiatrowa, Arkady, Warszawa 2008.

[13] http://www.bioregional.com/ﬂ agship-projects/one-planet-commu-

nities/bedzed-uk/ [accessed: September 2011].

Streszczenie

W otoczeniu miejskim naturalne środowisko, w tym także czynniki klimatyczne ulegają silnemu przekształceniu. Im intensywniej zurbanizowany

teren, tym bardziej złożone procesy ﬁ zyczne decydują o warunkach mikroklimatycznych. W efekcie budynki nakierowane na oszczędność energii

i pozyskiwanie jej ze źródeł odnawialnych lokalizowane w zwartej zabudowie miejskiej podlegają innym uwarunkowaniom niż na terenach otwar-

tych. Biorąc pod uwagę, że miasta sukcesywnie się powiększają i coraz intensywniej wykorzystują swoje obszary, należy uznać problem kształtowa-

nia zabudowy energooszczędnej w typowo miejskim środowisku za bardzo aktualny.

Artykuł ukazuje wzajemne zależności między kształtem zabudowy a warunkami mikroklimatu, które bezpośrednio wpływają na możliwości

obniżania zapotrzebowania budynków na energię. Podstawą przeprowadzonych analiz są badania pochodzące z różnych źródeł literaturowych oraz

własne, a także wybrane projekty budynków ekologicznych o charakterze miejskim. Celem opracowania jest rozpoznanie możliwości stosowa-

nia znanych rozwiązań energooszczędnych w budynkach tworzących zwartą tkankę miejską. Wyodrębniono kilka zasad dotyczących ich doboru

i modyﬁ kacji, które wydają się właściwą drogą kształtowania miejskiej architektury energooszczędnej.

Słowa kluczowe: architektura energooszczędna, rozwój zrównoważony, ekologiczne miasto

Abstract

In the urban setting, natural environment including climatic conditions is strongly transformed. The more urbanised is the area, the more complex are

physical processes which inﬂ uence its microclimate. In consequence, the buildings focused on energy savings from renewable resources, and which

are located in urban settings, are conditioned by other factors than those located in open areas. Taking into consideration that city keeps on expanding

and makes more intense use of the land, the problem of shaping energy-saving building structures in a typical urban environment is very pertinent.

This article points at interrelations between the shape of the buildings’ settings and conditions of the micro climate, which have direct bearing on the

possibility to lower their’ demand for energy. This analysis is based on the research coming from various literature sources, as well as own research

and selected environmental building designs in urban context. The objective of this study is to investigate the possibility of applying well known

energy-saving solutions in buildings that create a dense urban tissue. Some principles governing their selection and modiﬁ cation were delineated,

pointing to the right direction in shaping energy-saving urban architecture.

Key words: energy-efﬁ cient architecture, sustainable development, ecological city

odległości między pasmami zabudowy (il. 5). Podobnie

w osiedlu mieszkaniowym we Freiburgu (il. 6), odległość

między wydłużonymi budynkami wynosi mniej niż półtora-

krotność ich wysokości, a uzyskano bardzo dobre warunki

mikroklimatyczne i możliwości aktywnego pozyskiwania

energii słonecznej (jest to osiedle dodatnioenergetyczne).

Zarysowana powyżej charakterystyka uwarunkowań

mikroklimatycznych przestrzeni miejskich pokazuje zło-

żoność zagadnień, z którymi mamy do czynienia. Stan

wiedzy na ich temat nie jest wystarczający i wymaga dal-

szego pogłębiania. Uwidacznia się szczególna rola współ-

pracy interdyscyplinarnej podjętej na etapie planowania

przes trzen nego i projektowania urbanistycznego. Dzięki

takiej współ pracy problematyka wykorzystania poten-

cjału energe tycznego poszczególnych obszarów i zapew-

nienia właś ciwych warunków klimatycznych znalazła-

by właściwe miejs ce w procesie podejmowania decyzji

o rozwoju miasta.

Systemy osłon przeciwsłonecznych, zieleń

i zielone dachy w Dockside Green

w Victorii w Kanadzie. Zespół jako jeden

z pierwszych na świecie otrzymał certyfikat

Platynowy LEED (fot. A. Bać, 2011)

Sun screens, greenery, and green roofs

in Dockside Green in Victoria, Canada.

The development was one of the first

to receive the LEED Platinum certification

(photo by A. Bać, 2011)