Laboratory of sustainability – model university building in Vancouver

Anna Bać

doi:10.5277/arc130206

Abstract

The idea of development that balances the social, economic and environmental factors has significant influence on contemporary architecture and issues of architectural design. In many countries, especially the highly developed ones, sustainability becomes a fashionable approach. Societies manifest high awarness of human impact on the environment, causing a need to search for solutions in design and architecture, which have the least negative impact on our habitat. This paper presents an overview of a sustainable building, raised within the University of British Columbia in Vancouver, on the west coast of Canada. The building is intended to serve as a teaching, research and demonstration facility. Solutions adopted within it, concerning energy and water management, building materials and greenery design, are an example of architecture, which has a positive impact on the environment and is an interesting architectural idea at the same time.

Full article view is only available on bigger screens.

Idea zrównoważenia w architekturze

Problematyka architektury zrównoważonej jest obec-

nie bardzo na czasie. Oprócz pojmowania architektury

jako sztuki czy klasycznego podziału na „funkcję, formę

i konstrukcję”, we współczesnym projektowaniu należy

brać pod uwagę również oddziaływanie budynków na

środowisko naturalne i człowieka. Dlatego pojawiają się

nowe dla architektów zadania i uwarunkowania projek-

towe, jakimi są kwestie efektywnego zarządzania energią,

wodą, materiałami i odpadami w budynkach [2], [6].

Uwarunkowania te odnoszą się zarówno do procesu pro-

jektowania, jak i użytkowania i rozbiórki budynków. Do -

datkowo występuje też nieco inne spojrzenie na zieleń

oraz pojawia się aspekt zarządzania budynkiem (wyma-

gany jest ze względu na stosowanie zaawansowanych

technologii), a także aspekt demonstracyjny i edukacyjny.

Tego typu kompleksowe podejście do projektowa-

nia współczesnych obiektów architektonicznych wynika

z dwóch powodów. Po pierwsze, rośnie świadomość spo-

łeczna, w tym także samych architektów, związana z ne -

ga tywnym oddziaływaniem budownictwa na śro do wisko

naturalne, co sprawia, że kwestie wykorzystania zasobów

naturalnych w architekturze stają się ważne. Po drugie,

zintegrowane podejście do projektowania przyczy nia się

do znacznego obniżenia późniejszych kosztów eksploa-

Idea of sustainability in architecture

The issue of sustainable architecture is in the prime of

life at present. Apart from understanding architecture as art

or recognising a classical division into “function, form and

construction”, another crucial aspect that should be taken

into consideration in modern designing is the im pingement

of buildings on the environment and man. Hence new

tasks and design conditions have emerged for architects in

their work, i.e. the issues of effective management of

energy, water, materials and wastes in buildings [2], [6].

These conditions refer to the process of designing as well

as to the usage and demolition of buildings. Additionally,

there also appears another attitude to green areas along

with an aspect of managing a building (the latter is

required due to the application of advanced technologies)

accompanied by demonstrative and educational aspects.

This comprehensive attitude towards designing mo -

dern architectural structures results from two reasons.

Firstly, our social awareness increases, including archi-

tects themselves, which is connected with a negative influ-

ence of buildings on the environment, and this, in turn

adds importance to the issues of using natural resources in

architecture. Secondly, an integrative atti tude to designing

contributes to a significant decrease in future costs of

exploitation of buildings, which encourages architects to

assume this kind of attitude. To put is simply, sustainable

buildings or sustainable architecture is the architecture

whose negative influence on the natural environment is

reduced to a minimum, while, simulta neously, care is

2013

2(34)

DOI: 10.5277/arc130206

Anna Bać*

Laboratorium zrównoważenia

– modelowy budynek uniwersytecki w Vancouver

Laboratory of sustainability

– model university building in Vancouver

* Wydział Architektury Politechniki Wrocławskiej / Faculty of

Architecture, Wrocław University of Technology.

84 Anna Bać

exer cised about the best quality of an internal environ-

ment and costs are maintained on a rationally low level.

In many countries social awareness in the range of

sustainable architecture is really advanced. The state

policy plays an important role here, in particular local

state policies, but the role of architecture itself is also

significant. Numerous demonstrative structures are erec-

ted all over the world. They fulfil the function of social

education and show far-reaching possibilities of the

coexis tence of modern architecture with the natural envi-

ronment and the built environment and even supporting

these environments and influencing the social life as well.

Example of implementing the sustainability idea

Canada may constitute a very good example of this

type of implementation, in particular the city of Vancouver

in British Columbia whose authorities many years ago set

out to achieve the title of the greenest city in the world in

2020 [3]. This does not only encompass the aspect of

green areas in the city, but the entire philosophy con-

nected with a pro-ecological and pro-environmental atti-

tude towards management of the city and the life there,

which is referred to as sustainability [4]. The most sig-

nificant manifestation of putting the idea into practice on

the scale of the city was the decision about the organisa-

tion of the Olympic Village for the Winter Olympic

Games in 2010 as a sustainable residential development.

As a result, a complex for 2800 Olympic athletes was

built which has now been adapted for residential and ser-

vice purposes for residents and it constitutes a model

complex subordinated to the rules of rational manage-

ment of energy and water in the buildings and based on

renewable sources of energy [5].

‘Sustainability’ also comprises other aspects of the city

life, first of all, pertaining to its academic part. The

University of British Columbia – UBC has about 50 thou-

sand students, 3600 research workers and 9700 other

employees. It occupies about one million square meters of

all buildings in the total area of circa 402 hectares. At the

end of the 1990

, sustainability became one of the priori-

ties of the university life [9]. The actions which are imple-

mented are aimed at introducing sustainability ideas to the

whole strategy of the UBS development such as teaching

curricula, campus and the entire university area manage-

ment, planning and last but not least the encouragement

of all faculty staff and students to change their beliefs and

customs to the ones supporting sustainable development.

This development involves a harmonious social, econo-

mic and environmental growth of the present generations

without limiting future generations’ rights to grow [8].

In the ranking of the most sustainable cities in Canada depending

on their size the first places belong the following cities: Toronto – in the

category of big towns (up to 700 000 residents), Vancouver – in the

category of medium size towns (up to 250 000 residents) and Victoria

– in the category of small towns (between 10 and 250 000 residents).

This ranking takes into account such parameters as ecological integrity,

economic safety, management and policies regarding energy, infrastruc-

ture and the built environment as well as social satisfaction [7].

tacji obiektów, co zachęca do jego stosowania. W dużym

uproszczeniu, budynki czy architektura zrówno ważona to

taka, której negatywny wpływ na środowisko naturalne

jest obniżany do minimum, przy równoczesnej dbałości

o najlepszą jakość środowiska wewnętrznego i zachowa-

niu kosztów na racjonalnie niskim poziomie.

W wielu krajach świadomość społeczna w zakresie

architektury zrównoważonej jest bardzo zaawansowana.

Dużą rolę odgrywa tu polityka państwa, zwłaszcza lokal-

na, ale także sama architektura. Na świecie powstaje

wiele obiektów demonstracyjnych, mających za zadanie

edukację społeczną oraz pokazanie możliwości, jak dale-

ce nowa architektura może nie tylko współgrać ze śro do-

wis kiem zbudowanym i naturalnym, ale nawet je wspie-

rać, a także wpływać na życie społeczne.

Przykład realizacji idei zrównoważenia

Bardzo dobrym przykładem może być Kanada,

zwłaszcza miasto Vancouver

w Kolumbii Brytyjskiej,

którego władze wiele lat temu za cel postawiły zdobycie

w 2020 r. tytułu najbardziej zielonego miasta na świecie [3].

Nie chodzi tu jedynie o aspekt zieleni w mieście, lecz

o całą filozofię związaną z proekologicznym i proś ro do-

wiskowym podejściem do zarządzania miastem i życiem

w mieście, nazywaną zrównoważeniem [4]. Najbardziej

znaczącym przejawem realizacji idei w skali miasta była

decyzja dotycząca przygotowania wioski olimpijskiej na

cele igrzysk zimowych w 2010 r. jako zrównoważonego

zespołu mieszkaniowego. W efekcie powstał obiekt dla

2800 olimpijczyków, który obecnie zaadaptowano na cele

mieszkaniowo-usługowe dla mieszkańców i stał się mo -

de lowym zespołem podporządkowanym zasadom racjo-

nalnego gospodarowania energią i wodą w budynkach

oraz opartym na odnawialnych źródłach energii [5].

‘Zrównoważenie’ obejmuje także inne aspekty życia

miasta, przede wszystkim jego akademickiej części.

Uniwersytet (University of British Columbia – UBC)

liczy około 50 tysięcy studentów, 3600 pracowników

naukowych i 9700 innych zatrudnionych. Zajmuje około

1 mln m

powierzchni całkowitej budynków na terenie

około 402 ha. Pod koniec lat 90. ubiegłego stulecia

zrównoważenie stało się jednym z priorytetów życia uni-

wer syteckiego [9]. Podejmowane działania polegają na

wprowadzeniu jego idei do całej strategii rozwoju UBC:

programów nauczania, zarządzania kampusem oraz ca -

łym terenem uniwersyteckim, planowania i wreszcie do

za angażowania wszystkich pracowników oraz studentów

w przemianę przekonań i nawyków na takie, które wspie-

ra łyby zrównoważony rozwój. Rozwój, w którym nastę-

puje harmonijny wzrost społeczny, ekonomiczny i śro do-

W rankingu najbardziej zrównoważonych kanadyjskich miast

w zależności od wielkości czołowe miejsca zajmują: Toronto – w kate-

gorii dużych miast (od 700 000 mieszkańców), Vancouver – w kategorii

śred nich miast (od 250 000 mieszkańców) i Victoria – w kategorii

ma łych miast (między 10 a 250 000 mieszkańców). Pod uwagę w ran-

kingu wzięto takie para metry, jak integralność ekologiczna, bez pie-

czeństwo ekonomiczne, zarządzanie i polityka energetyczna, infrastruk-

tura i środowisko zbudowane oraz zadowolenie społeczne [7].

Laboratorium zrównoważenia – modelowy budynek uniwersytecki /Laboratory of sustainability – model university building 85

wis kowy obecnych pokoleń, nieograniczający prawa

wzros tu przyszłym pokoleniom [8].

Taki sposób myślenia o świecie wymaga prze war-

tościowania wielu aspektów życia, zwłaszcza związanych

ze środowiskiem, które nas otacza. Jak wszelkie zmiany,

proces ten wymaga czasu i wysiłku. W pla nach uniwer-

sytetu początkowo założono Instytut Badawczy Rozwoju

Zrównoważonego (Sustainable Development Research

Institut). Przyjęto także, że najlepszą i najskuteczniejszą

metodą uświadamiania tak licznego grona uczestników

życia akademickiego będzie dobrze zaplanowana strate-

gia oparta na akcjach promocyjnych, a także stworzenie

rozwiązań modelowych. Dlatego jeszcze w 2000 r. pod-

jęto decyzję o powstaniu na terenie uniwersytetu Centrum

Interaktywnych Badań nad Zrównoważeniem (Centre for

Interactive Reasearch on Sustainability – CIRS). W tym

czasie podejmowano wiele przedsięwzięć polegających

m.in. na uzupełnieniu programów studiów oraz zajęć

o problematykę zrów no ważenia. Wreszcie w 2010 r. po -

wo łano Uniwersytecką Ini cjatywę dla Zrównoważenia

(UBC Sustainability Initiative). Działania te miały i mają

na celu usprawnienie procesu zmian i stałe podnoszenie

poziomu świadomości środowiska akademickiego oraz

roz przestrzenianie idei zrównoważonego rozwoju w spo-

łeczeństwie. Wydaje się, że byłyby one bardzo przydatne

na naszym rodzimym gruncie.

CIRS – opis przypadku

W 2003 przystąpiono do realizacji CIRS. Główny

po mysłodawca, dr John Robinson, po uzyskaniu odpo-

wied nich wytycznych na uniwersytecie poprosił Petera

Busby’ego (biuro Busby Perkins

Will, obecnie Perkins

Will), znanego architekta kanadyjskiego specjalizują-

cego się w projektowaniu zrównoważonym, o współ pra cę

przy realizacji budynku. Podstawowym za łożeniem było

stwo rzenie budynku demonstracyjnego, którego proces

pow sta wania i funkcjonowanie byłyby innowacyjne i sta-

nowiły przykład wdrażania zasad architektury zrówno-

ważo nej. Ustalono, że budynek ma niejako uczyć się od

swo ich użytkowników, podobnie jak użytkownicy mają

uczyć się funkcjonowania budynku oraz dzięki jego wy -

po sa żeniu poznawać najnowsze „zie lo ne” technologie.

W efek cie we wrześniu 2011 r. od dano do użytku obiekt,

który szczyci się mianem najbardziej innowacyjnego

i za awansowanego technologicz nie bu dynku w Ameryce

Północnej.

CIRS mieści się w kampusie uniwersyteckim, na rogu

West Mall i ul. Sustainability (il. 1). Ma 5700 m

po -

wierzch ni, na którą składają się sale do zajęć, laboratoria,

po mieszczenia biurowe z częścią rekreacyjną (il. 2a), sala

wykładowa na 450 miejsc, kawiarnia oraz przestrzeń ko -

munikacyjna (il. 2b) i wystawowa. Na uwagę zasługują

zwłaszcza laboratoria komputerowe, gdzie można prze-

pro wadzać symulacje m.in. działania obiektu oraz oś wiet-

le nia i określać zyski solarne w budynku. Ciekawym

miejs cem jest także kawiarnia (il. 2c), w której sprzedawa-

ne są produkty pochodzące z farmy UBC. Farma ta jest

wyjątkowym gospodarstwem – od dziesiątek lat w sposób

naturalny i zrównoważony uprawiane są tam warzywa,

This way of thinking about the world requires people to

revaluate many aspects of their life, especially in the scope

of matters connected with the surrounding environment.

As it is the case with all changes, this process takes time

and effort. The Sustainable Development Research Ins-

titute was established initially as part of university plans.

It was also assumed that the best and the most efficient

method of raising awareness of the numerous participants

of the academic life must take into consideration a well

planned strategy of promotional actions and working out

some model solutions. Accordingly, as early as in 2000

a decision was made to establish The Centre for Inter-

active Research on Sustainability – CIRS on the premises

of the university. At that time many actions were

aken

such as supplementation of the teaching curriculum and

the particular classes by issues of sustainability.

Finally in

2010 the UBC Sustainability Initiative was established.

These actions are aimed at improving the process of intro-

ducing changes and constant awareness rising activities

for the academic environment as well as popu

larization of

sustainable development ideas in the society. They also

appear to be very useful on the Polish ground.

CIRS – description of the case

In 2003 works on the CIRS were started. The main

originator of the idea John Robinson, after obtaining the

re levant guidelines from the university, asked Peter Bus by

(

Busby Perkins

Will

, now Perkins + Will), a renowned Ca -

nadian architect specializing in sustainable designing to co -

operate in works on the building. A basic assumption was to

create a demonstrative building whose process of erecting

and functioning would be innovative and would constitute

an example of implementing the principles of sustainable

architecture. It was agreed that the building was supposed in

a way “to learn” from its users, similarly as the users were

supposed to learn how the building functions

and get to

know the newest “green” technologies thanks to its equip-

ment. In effect, in September 2011 a building was opened

who is proud to be called the most innovative and techno-

logically advanced building in North America.

Il. 1. Widok na budynek CIRS z rogu West Mall i ul. Sustainability

Fig. 1. View of the CIRS building

from the corner of West Mall and Sustainability Street

86 Anna Bać

The CIRS is housed in the university campus, on the

corner of West Mall and Sustainability Street (Fig. 1). Its

area is 5700 m

comprising rooms where classes are held,

laboratories, offices with a recreation part (Fig. 2a), a lec-

ture room with 450 seats, a coffee shop as well as a com-

munication space (Fig. 2b) and an exhibition space. The

computer laboratories are particularly interesting as they

provide possibilities of, for example, simulations of the

building’s activities and its lighting and to determine solar

gains in the building. The coffee shop is also worth notic-

ing (Fig. 2c) as it sells products from the university farm.

This farm is remarkable – it is a place where vegetables,

fruits, herbs and cereals have been grown for many de -

cades in a natural and sustainable way. Therefore, the

pur pose of the coffee shop is to popularize local healthy

and organic food.

The CIRS building has a U-shape and a courtyard is

situated inside – an atrium. Below this a lecture room is

located which is covered by a green roof. The courtyard

is surrounded by two arms of rooms for work and study

and in between a communication and recreation space

was organized (Fig. 3).

In accordance with the sustainable building desig-

ning art [1], at the very beginning many priorities were

assu med with regard to management of energy, water,

waste materials in the building during its construction

and functioning as well. One of the assumed goals was to

obtain “green” certificates such as LEED

in the plati-

num scope and LBC

. From the start, the CIRS building

was designed as a building characterized by a zero or

even plus energy balance and the zero emission of CO

The full name of the system is the following: Leadership in Ener gy

and Environment. This is the most popular certification system in North

America (the second one in the world), see: http://new.usgbc.org/leed.

The full name of the system is the following: Living Building

Challenge. This is a very demanding system which as the only one refers

to criteria of beauty in architecture, see: https://ilbi.org/lbc.

owoce, zioła i zboża. Kawiarnia ma więc na celu popu-

laryzowanie lokalnej zdrowej i organicznej żywności.

Budynek CIRS ma kształt litery U i mieści wewnątrz

dziedziniec – atrium. Pod nim zlokalizowano salę wyk-

ładową, nad którą znajduje się zielony dach. Dziedziniec

otoczony jest dwoma ramionami pomieszczeń do pracy

i nauki, w części pomiędzy nimi zorganizowano zaś prze-

s trzeń komunikacyjną i wypoczynkową (il. 3).

Zgodnie ze sztuką projektowania obiektów zrówno -

ważo nych [1], od początku przyjęto wiele priorytetów

w od niesieniu do zarządzania energią, wodą, materiałami

i od padami w budynku zarówno podczas jego budowy, jak

i funkcjonowania. Za jeden z celów przyjęto, aby budynek

uzyskał „zielone” certyfikaty, takie jak LEED

w zakresie

platynowym oraz LBC

. Od początku CIRS projekto-

wano jako budynek o zerowym, a nawet dodatnim bilan-

sie energetycznym i zerowej emisji CO

, bu dynek samo-

wystarczalny w wodę, zbudowany z lokalnych materiałów

oraz o zredukowanej ilości odpadów budowlanych.

Zarządzanie energią

Chcąc wprowadzić oszczędności energii w budynku,

zastosowano wiele rozwiązań, takich jak efektywne prze-

grody zewnętrzne, uwzględnienie pasywnych zysków so -

larnych czy kontrolę temperatury w zależności od po trzeb

użytkowników. Kluczowe znaczenie ma tu za opat rzenie

budynku w energię grzewczą i chłodzącą, która po chodzi

z odzysku ciepła z powietrza wentylacyjnego z sąsiedniego

budynku Nauk o Ziemi i Oceanach (Earth and Ocean

Science – EOS). Ciepło odpadowe z budynku EOS wy -

korzystywane jest w wymienniku w pompie ciepła, która

Pełna nazwa systemu brzmi: Leadership in Energy and En viron-

ment. Jest to najbardziej rozpowszechniony system certyfikacji w Ame-

ryce Północnej

(drugi na świecie),

zob. http://new.usgbc.org/leed.

Pełna nazwa systemu brzmi: Living Building Challenge. Jest to

bardzo wymagający system, który jako jedyny odnosi się do kryteriów

piękna w architekturze, zob. https://ilbi.org/lbc.

Il. 2. Wnętrza: a) część wypoczynkowa przy pomieszczeniach biurowych, b) przestrzeń komunikacyjna,

c) kawiarnia oferująca produkty z farmy uniwersyteckiej

Fig. 2. Interiors: a) recreation part near the office rooms, b) communication space,

c) coffee shop offering products from the university farm

Laboratorium zrównoważenia – modelowy budynek uniwersytecki /Laboratory of sustainability – model university building 87

zapewnia grzanie i chłodzenie budynku za pomocą pro-

mienników zainstalowanych w posadzkach oraz po przez

na wiew ciepłego lub zimnego powietrza dostar czanego

z instalacji pod podłogą. Pompa współ pracuje także

z grun towym wymiennikiem ciepła w pos ta ci 30 sond

pionowych. Wytwarzana w ten sposób energia prze wyż-

sza zapotrzebowanie CIRS i jest transpor to wana z pow-

rotem do EOS, gdzie używana jest do wstępnego podgrza-

nia powie trza wentylacyjnego. W ten sposób znacz nie

obniża się zużycie gazu do ogrzewania w kampusie.

Podobny system odzysku służy do przygotowania

ciepłej wody użytkowej. Ciepło pozyskiwane jest ze „zu -

ży tego” powietrza wentylacyjnego oraz z kolektorów sło-

necznych znajdujących się na dachu.

W obiekcie zastosowano także specjalne szklenia,

które redukują straty ciepła oraz ograniczają nadmierne

zyski solarne. W tym celu zastosowano także osłony prze-

ciwsłoneczne w postaci paneli fotowoltaicznych na ok -

nach zwróconych na południe (il. 4a). Od strony zachod-

niej zaś, gdzie promieniowanie bywa najbardziej

uciąż liwe, zastosowano osłonę w postaci roślin pnących

– czekola dowego wina (Akebia quinata). Rośliny te sta -

nowią natu ral ną barierę dla promieni słonecznych ade-

kwatnie do pór roku. W zimie, kiedy korzystne są zyski

solarne, nie mają liści, zaś w lecie stanowią one doskonałą

przegrodę. Przez cały rok rośliny te tworzą żyjącą ścianę

o zmieniającej się kolorystyce liści, w lecie wzbogaconą

o piękne pach nące kwiaty (il. 4b). Dodatkowo użytkow-

nicy CIRS mają moż liwość regulacji przepływu powie-

trza poprzez uchylne okna (il. 5). Należy wyjaśnić, że

w Ameryce Północnej przeważnie w budynkach biuro-

wych okna są stałe i pracownicy zdani są na funk cjo no-

wanie wentylacji mecha nicznej.

W obiekcie zastosowano panele fotowoltaiczne (il. 6,

w idoczne także na 4a), które produkują prąd na cele urzą-

dzeń grzewczych i wentylacyjnych (pomp, wentylatorów

itp.). Nadmiar prądu oddawany jest do sieci. CIRS zosta

zaprojektowany jako w pełni oświetlony światłem dzien-

nym. Zastosowano wysokie przeszklenia na elewacjach

oraz naświetla wewnątrz budynku, aby umożliwić jego

naj lepsze naturalne doświetlenie (il. 7). Oprócz tego bu -

dynek wyposażony jest w systemy sterujące światłem

sztucznym, np. ze względu na zapadający zmrok, i czuj-

niki ruchu. Ponadto, w celu ograniczenia zużycia energii

elektrycznej, zastosowano energooszczędne sprzęty.

Zarządzanie wodą

Budynek CIRS jest samowystarczalny pod względem

zaopatrzenia w wodę. Jest to możliwe poprzez zbieranie,

gromadzenie i wykorzystywanie wody deszczowej oraz

czarnej i szarej. Dachy obiektu wykonano z białej folii

izolacyjnej, która ma podwójne znaczenie (il. 8a). Oprócz

efektu wanny, jaki uzyskuje się dzięki samemu wy koń-

czeniu, stworzono w ten sposób dach, który nie wpły wa

na powstawanie efektu wysp ciepła, dzięki wysokie mu

współczynnikowi odbicia światła od białej powierz chni.

Z powierzchni dachowych liczących 1000 m

uzyskuje się

około 107 m

wody magazynowanej w cysternach zlo kali-

zowanych przy oczyszczalni. Jest ona poddawana proce-

som filtracji, a następnie wyko rzystywana jako użyt kowa

it was totally self-sufficient as regards water, built with

local materials and with a reduced amount of construc-

tion waste.

Management of energy

In order to introduce savings of energy in the building,

many solutions were employed such as effective external

partitions, taking into consideration passive solar gains or

temperature control depending on the needs of users. An

aspect of key importance here is the provision of heat and

cooling energy which comes from recovery of heat from

the ventilation air from the neighbouring Earth and Ocean

Science – EOS building. The waste heat from the EOS

building is used in the heat pump exchanger which ensures

heating and cooling of the building by means of radiators

installed in the floors and through supplying warm or cool

air delivered from an under-floor installation. The pump

also cooperates with a ground heat exchanger in the form

of 30 vertical probes. The energy produced in this way

exceeds the demand of the CIRS and it is transported back

to EOS where it is used for the purpose of initial heating

of the ventilation air. In this way, the usage of the heating

gas for the campus is significantly lowered.

A similar recovery system is used for the purpose of

preparing the domestic hot water. The heat is obtained

from the “used” ventilation air and from the solar collec-

tors situated on the roof.

Il. 3. Plan sytuacyjny CIRS. Za zgodą Busby Perkins and Will

Fig. 3. CIRS situational plan. Courtesy of Busby Perkins and Will

88 Anna Bać

In the building there are also other solutions involving

special glazing which reduces heat losses and limits exces-

sive solar gains. For this purpose, also special anti-sun

covers were employed in the form of photovoltaic panels

on the windows facing south (Fig. 4a). On the other hand,

on the western side where radiation happens to be the most

oppressive at times, there is a solution in the form of creep-

ing plants – chocolate wine (Akebia quinata). These plants

constitute a natural barrier for solar rays in the particular

seasons of the year. During the winter when solar gains are

advantageous they have no leaves whereas in the summer

they constitute a perfect partition. Throughout the year

they form a living wall with a changing colour scheme of

the leaves, additionally enriched by beautifully fragrant

w bu dynku. Podobnie szara i czarna woda z budynku

oczysz czana jest za pomocą specjalnych filt rów solarnych

(solar aquatics filtration). Oczyszczonej wody uży wa się

do spłu kiwania toalet oraz nawadniania zielonej ściany

i terenów zielonych wokół budynku. W celu re tencji wo dy

na działce zastosowano specjalne kanały i ro wy, które

w na turalny sposób rozprowadzają wodę (il. 8b). W budynku

zastosowano także wodooszczęd ne wy po sażenie, takie jak

toalety z podwójnymi spłucz ka mi i nis ko ciśnieniowe krany.

Użyte materiały

Jako główny materiał konstrukcyjny zastosowano

drewno. Czterokondygnacyjny obiekt ma drewnianą kon-

strukcję szkieletową, poza tym posadzki, stropy, schody,

Il. 4. Fragmenty elewacji:

a) osłony przeciw słoneczne

w postaci paneli foto wolta icznych

na oknach zwróconych na połud nie,

b) osłona w postaci roślin pnących;

zdjęcie pokazuje rośliny nowo

zasadzone, docelowo przewidziano,

że osiągną wysokość

jednej kondygnacji, tj. około 3 m

Fig. 4. Facades fragments:

a) anti-solar covers in the form

of photovoltaic panels

on the windows facing south,

b) cover in the form of creeping

plants; the photo

shows freshly

planted examples, it was assumed

that in the end they will reach

a height of the first floor,

i.e. circa 3 m

Il. 5. Pokój biurowy

z widocznymi uchylnymi lufcikami

Fig. 5. An office room

with visible tilt window vents

Il. 6. Panele fotowoltaiczne wkomponowane w świetlik dachowy

nad holem głównym

Fig. 6. Photovoltaic panels built into the roof skylight

above the main hall

Laboratorium zrównoważenia – modelowy budynek uniwersytecki /Laboratory of sustainability – model university building 89

flowers in the summer (Fig. 4b). Moreover, the CIRS users

have a possibility of regulating the air flow thanks to tilt

windows (Fig. 5). It must be explained that in North

America this solution is novel as normally the office win-

dows are permanently closed and the employees have to

rely on functioning of the mechanical ventilation system.

There are photovoltaic panels (Fig. 6, also seen in

Fig. 4a) producing energy for purposes of heating and

ventilation (pumps, ventilators, etc.). The energy excess is

returned to the network. The CIRS was designed as

a building fully illuminated by means of daylight. High

glazing on the facades and transom lights inside the build-

ing were employed in order to ensure the best possible

natural light (Fig. 7). Apart from this, the building is

equipped with systems of controlling artificial lighting,

for example connected with falling twilight and motion

sensors. Additionally, energy saving appliances were used

for the purpose of reducing energy consumption.

Management of water

The CIRS building is self-sufficient as regards the wa ter

supply. This is made possible through collection, sto rage

and usage of rainwater as well as black and grey water. The

building’s roofs were made of white insulation foil which

has double significance (Fig. 8a). Apart from the effect of

a bathtub, which is achieved thanks to its finishing, a roof

was created that does not influence the heat island effect

due to its high light reflectance coefficient from a white

surface. From 1000 m

of roof surfaces circa 107 m

water is gained which is then stored in the cisterns situated

near the refinery. The water is subjected to filtration pro-

cesses and then it is used as domestic water in the building.

Similarly, black and grey water from the building is puri-

fied by means of solar aquatics filtration. The purified

water is used to flush toilets and irrigate the green wall and

the green areas around the building. For the purpose of

water retention a special system of canals and

ditches was

applied which distribute water in a natural way

(Fig. 8b).

The building also has water-saving appliances such as toi-

lets with double flushes and low-pressure taps.

nawet w ewakuacyjnych klatkach schodowych, wykonano

z drewna (il. 9). Główną ideą było użycie materiałów lokal-

nych, łatwych do demontażu i ponownego wykorzysta-

nia. Zgod

nie z tą zasadą wykonano także podziemie oraz

część ścian

z prefabrykowanych elementów żelbetowych.

Bar dzo waż ne było stworzenie budynku podatnego na

zmia ny aranżacji przestrzeni wewnątrz, w zależności od

pot rzeb. Ściany działowe wykonano jako lekkie szkie-

letowe, pełne lub szklone. Zgodnie z zasadami zrówno-

wa żonego projektowania użyte materiały wybierano pod

ką tem ich oddziaływania na środowisko naturalne pod-

czas całego procesu produkcji, począwszy od pozyskania,

wytworzenia, transportu oraz możliwości wtórnego uży-

cia bądź

łatwej utylizacji. Innym ważnym aspektem

w do bo rze ma teriałów

wykończeniowych był kontekst

architektoniczny obiektu w obrębie kampusu uniwer-

syteckiego, a ta kże jakość samej przestrzeni w budynku.

Obiekt musiał także spełniać kryteria stawiane przez uni-

Il. 7. Pokój do pracy grupowej

z widocznymi przeszkleniami od strony korytarza

umożliwiającymi doświetlenie pomieszczeń światłem dziennym

Fig. 7. A group work room with visible glazing

from the corridor side enabling better lighting by means of daylight

Il. 8. System gospodarki wodą: a) dach obiektu wykonany z białej folii izolacyjnej tworzący rodzaj wanny

służącej do zbierania wody deszczowej, b) kanały i rowy, które w naturalny sposób rozprowadzają oczyszczoną wodę na działce

Fig. 8. The water management system: a) a roof made of white insulation foil forming a sort of bathtub for collecting rainwater,

b) canals and ditches which distribute purified water in a natural way

90 Anna Bać

wersytecki plan projektowy, takie jak wpasowanie się

w architekturę głównej części kampusu wypełnionej białą

cegłą, przezroczystym przeszkleniem, drewnem i neu tral-

nym w kolorze betonem. To wszystko za mierzano uzys-

kać przy jednoczesnym spełnieniu wymagań niskich kosz-

tów, trwałości oraz łatwego utrzymania i konserwacji.

Zarządzanie budynkiem

Obiekt wyposażony jest w system monitoringu skła-

dający się z 1000 punktów kontrolujących poziom zużycia

energii i wody, wentylację naturalną, przepływ i krotność

wymiany powietrza, poziom tlenu i stężenia dwutlenku

węgla oraz temperaturę na przegrodach zewnętrznych

i we wszyst kich strefach wewnątrz bu dynku. System ten

ma za zadanie osiągnięcie najlepszej jakości i efektywności

w budynku, przy zapewnieniu jednocześnie informacji

zwrotnych zarówno osobom badającym budynek, za rząd-

cy, jak i partnerom projektu.

Właśnie ten aspekt ‘laboratorium’ i partnerstwa był

waż nym elementem realizacji CIRS. Oprócz UBC jako

in westora i użytkownika oraz projektantów, w proces jego

powstawania włączono wiele instytucji z Vancouver, które

wzbogacały pomysłodawców wiedzą oraz są współ udzia-

łowcami obiektu (m.in. lokalny dostawca energii elektry-

cznej). Wszystko w celu stworzenia obiektu mode lowego

i demonstrującego rozwiązania zrów nowa żone.

Zieleń

Oprócz zielonej ściany w obiekcie, nad salą wykładową

w atrium zastosowano zielony dach porośnięty roś lin-

nością lokalną i odporną na suszę (il. 10a). Ponadto na

działce zastosowano tzw. ogrody deszczowe z roś lin noś-

Materials applied

Wood was used as the main construction material. The

four-storey building has a wooden frame construction

while floors, ceilings, stairs – even in evacuation stair-

cases – were made of wood (Fig. 9). The main idea

behind this solution was the usage of local materials

which were easy to disassemble and reuse. The under-

ground part and some of the prefabricated ferroconcrete

elements of walls were also made in accordance with this

principle. It was very important to come up with a build-

ing that would be open to changes in the interior space

arrangement depending on the particular needs. Partition

walls were finished as a light framework type, full or

glassed. In accordance with the principles of sustainable

designing, the materials to be used were selected in terms

of their impingement on the environment during the entire

production process, including their acquisition, manufac-

turing, transport and possibilities of reusing or easy utili-

zation. Another significant aspect while choosing finish-

ing materials was an architectural context within the uni-

versity campus as well as the quality of the space itself in

the building. The building also had to comply with the

criteria of the university project plan such as blending in

with the architecture of the main part of the campus filled

with white brick, transparent glazing, wood and concrete

that was neutral in colour. All this was to be achieved

along with meeting the requirements of low cost, durabil-

ity and easy upkeep and maintenance.

Management of the building

The building is equipped with a monitoring system

consisting of 1000 control points that watch over the

Il. 9. Wnętrza: a) widoczna drewniana konstrukcja holu i klatki schodowej, b) detal łączenia drewna umożliwiający łatwą rozbiórkę budynku

Fig. 9. Interiors: a) wooden construction of the hall and staircase, b) detail of joining wood that facilitates easy dismantling of the building

Laboratorium zrównoważenia – modelowy budynek uniwersytecki /Laboratory of sustainability – model university building 91

le vels of water and energy usage, the natural ventilation,

the flow and multiplicity of the air exchange, the level of

oxygen and carbon dioxide concentration as well as the

temperature in the external partitions and in all the zones

inside the building. The aim of this system is to achieve

the best quality and efficiency in this building, and at the

same time to provide feedback to persons who examine

the building, to its manager as well as to partners of the

project.

This aspect of ‘laboratory’ and partnership was an im -

por tant element of the CIRS realisation. The process of

erec ting this building, apart from the UBS as an investor

and user as well as designers, also involved many institu-

tions from Vancouver who supported the originators of

the idea with their knowledge and acted as co-sharehol-

ders of the building (inter alia, a local energy provider).

All this was aimed at creating a model building that

would illustrate sustainable solutions.

Green areas

Apart from the green wall in the building, above the

lecture room in the atrium there is a green roof covered

with lo cal plants that are resistant to drought (Fig. 10a). In

addition to this, on the plot of land on which the building

is si

tu ated there are the so called rain gardens with plants

that endure periodic stagnant water. They serve the pur-

pose of rain water retention on the plot of land (Fig. 10b).

Lush ve

getation can also be seen in the black and grey

water refine ry room, which is situated on the ground floor

of the building in a prominent corner behind a glass wall.

This action is aimed at showing the employed purification

system.

cią dobrze znoszącą okresowo stojącą wodę. Służą one

retencji wody opadowej na działce (il. 10b). Bujna roś-

linność znajduje się także w pomieszczeniu oczyszczalni

sza rej i czarnej wody, które ulokowano na parterze bu -

dynku na eksponowanym rogu za szklaną ścianą. Zabieg

ten ma umożliwiać pokazanie zastosowanego systemu

oczyszczania.

Edukacja

Jak wspomniano we wstępie, jednym z podstawo wych

celów powstania CIRS było demonstrowanie i propa-

gowanie rozwiązań architektury prośrodowiskowej.

Jako labo ra torium CIRS mieści stanowiska dla 200 osób

ba dających wszelkie elementy zrównoważenia w bu -

dynku. Są to zarówno pracownicy UBC, jak i partnerzy

w pro jekcie reprezentujący inne instytucje w mieś cie.

Wyniki mo nitoringu prowadzonego w budynku są stale

prezento wane na ekranie znajdującym się w holu na par-

terze. Tak więc każdy odwiedzający CIRS może obser-

wować za chowa nie obiektu, jego temperaturę, zyski

so larne, wy sokość produkcji prądu czy ilość oczysz-

czonej wody.

Obiekt ten cieszy się ogromną popularnością. Jego

demonstracyjny charakter przeszedł oczekiwania twór-

ców, albowiem goście i wycieczki z różnych zakątków

Ame ryki Północnej i nie tylko masowo przybywają, żeby

zobaczyć to laboratorium zrównoważenia.

Il. 10. Elementy zieleni na działce: a) zielony dach nad salą wykładową w atrium porośnięty roślinnością lokalną i odporną na suszę,

b) ogród deszczowy z roślinnością dobrze znoszącą okresowo stojącą wodę

Fig. 10. Green components: a) a green roof above the lecture room in the atrium covered with local plants that are resistant to drought,

b) a rain garden with plants that endure periodic stagnant water

92 Anna Bać

Education

As it was mentioned in the introduction, one of the

basic goals of the CIRS building was to demonstrate and

popularize solutions of pro-environmental architecture.

Serving as a laboratory of the CIRS, it houses positions

for 200 persons who research all elements of sustainabi-

lity in the building. They are the UBS staff as well as

part ners in the project who represent other institutions of

the town. The results of monitoring that is conducted in

the building are permanently displayed on the screen situ-

ated in the hall on the ground floor. In this way, each

Bibliografia /References

[1] A Green Vitruvius. Principles and practice of sustainable architec-

tural design, University College Dublin, Earthscan 1999.

[2] Busby P., Busby: Learning sustainable design, Perkins and Will,

Janam Publications 2007.

[3] City of Vancouver, Greenest City 2020 Action Plan, http://vancou-

ver.ca/green-vancouver/greenest-city-2020-action-plan.aspx

[accessed: 12.01.2013].

[4] City of Vancouver, Greenest City. Quick Start Recommendations,

http://vancouver.ca/green-vancouver/greenest-city-2020-action-

plan.aspx [accessed: 12.01.2013].

[5] City of Vancouver, Olympic Village, http://vancouver.ca/home-

property-development/olympic-village.aspx [accessed: 12.01.2013].

[6] Kibert C., Sustainable construction, John Wiley & Sons, New

Jersey 2008.

[7] Marchington E., The 2011 Most Sustainable Cities in Canada,

http://www.corporateknights.com/report/2011-most-sustainable-

cities-canada/methodology [accessed: 12.01.2013].

[8]

Organizacja Narodów Zjednoczonych, Nasza wspólna przyszłość, 1987,

http://www.unesco.pl/edukacja/dekada-edukacji-nt-zrownowazonego-

rozwoju/unesco-a-zrownowazony-rozwoj/ [accessed: 13.01.2013].

[9] Robinson J., Next Generation Sustainability at UBC, 2012, http://

www.apeg.bc.ca/services/branches/van/documents/apegbc_presen-

tation_jan19_2012.pdf [accessed: 12.01.2013].

www:

http://www.sustain.ubc.ca/cirs/next-generation-sustainability

http://cirs.ubc.ca/

http://www.sustain.ubc.ca/

http://www.planning.ubc.ca/index.php

Streszczenie

Idea rozwoju, który równoważy aspekty społeczne, ekonomiczne i środowiskowe, wywiera znaczny wpływ na współczesną architekturę i prob le ma tykę

projektowania architektonicznego. W wielu krajach, zwłaszcza wysokorozwiniętych obserwować można modę na zrównoważenie. Objawia się ona m.in.

poprzez wysoki poziom świadomości społecznej na temat oddziaływania człowieka na środowisko naturalne. Świadomość ta sprawia, że poszukuje się

takich rozwiązań projektowych i architektonicznych, które wywierają najmniejszy negatywny wpływ na otoczenie. W artykule za warto opis zrów-

noważonego budynku, który powstał na terenie Uniwersytetu British Columbia w Vancouver, na zachodnim wybrzeżu Kanady. Obiekt ten ma służyć

jako budynek dydaktyczny, badawczy i demonstracyjny zarazem. Przyjęte w nim rozwiązania dotyczące gospodarki energią i wodą oraz zastosowane

rozwiązania materiałowe i dotyczące zieleni są przykładem architektury o pozytywnym wpływie na środowisko i o cie ka wej koncepcji architektonicznej.

Słowa kluczowe: architektura zrównoważona, budynek demonstracyjny, Vancouver, Kanada

Abstract

The idea of development that balances the social, economic and environmental factors has significant influence on contemporary architecture and issues

of architectural design. In many countries, especially the highly developed ones, sustainability becomes a fashionable approach. Societies manifest high

awarness of human impact on the environment, causing a need to search for solutions in design and architecture, which have the least negative impact

on our habitat. This paper presents an overview of a sustainable building, raised within the University of British Columbia in Vancouver, on the west

coast of Canada. The building is intended to serve as a teaching, research and demonstration facility. Solutions adopted within it, concerning energy

and water management, building materials and greenery design, are an example of architecture, which has a positive impact on the environment and is

an interesting architectural idea at the same time.

Key words: sustainable architecture, demonstration building, Vancouver, Canada

visitor to the CIRS can observe the building’s behaviour,

its temperature, solar gains, amounts of the electricity

produced or quantities of the purified water.

As a result, the building enjoys enormous populari ty. Its

demonstrative character went beyond the expectations of

its designers because numerous groups of visitors from

North America as well as from other places of the world

indeed flock to see this living laboratory of sustainability.

Translated by

Bogusław Setkowicz

Źródła zdjęć /Podziękowania

Wszystkie prezentowane zdjęcia wykonała autorka. Materiał zdjęciowy

uzyskano dzięki uprzejmości biura Busby Perkins and Will z Vancouver,

które umożliwiło autorce zwiedzanie obiektu. Informacje zawarte

w źród łach literaturowych i internetowych są wzbogacone o informacje

uzyskane od współprojektanta obiektu Martina Nielsena z biura Busby

Perkins + Will.

Ilustrację nr 3 zaprezentowano dzięki uprzejmości i za zgodą biura

Busby Perkins + Will.

Autorka dziękuje Adamowi Sławińskiemu za pomoc w dotarciu do biura.

Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach 2010–2012

jako projekt badawczy nr N N 527 159638

Sources of photos /Acknowledgements

All the photos presented in this study were taken by the author. The

photo material was obtained due to the courtesy of the office Busby Per-

kins and Will from Vancouver – these persons enabled the author to visit

the building. The information contained in the literature and Internet

sources are enriched by information obtained from the co-designer of

the building Martin Nielsen from the office of Busby Perkins + Will.

Figure 3 was presented due to the courtesy and with the permission of

the office of Busby Perkins + Will.

The author would like to thank Adam Sławiński for the contact with the

office.

This scientific study was financed from the means allocated for science

in the years 2010–2012 as research project No N N 527 159638.