Tekst: Marcin Krysiak

Pierwsze czynniki chłodnicze wynaleziono już w XIX wieku. Ogrzewanie spalinowe – w postaci palenisk i pieców na węgiel, drewno lub inne materiały – było obecne praktycznie od zarania historii budownictwa. Rozwój technik chłodniczych i grzewczych w XX wieku doprowadził do tego, że obecnie możemy we wnętrzu budynku uzyskać dowolną pożądaną temperaturę, bez względu na to, jakie warunki panują na zewnątrz. Rodzi to dylemat – czy umiejętność panowania nad mikroklimatem to dar dla naszego zdrowia i wygody, czy raczej pokusa, której ulegamy wbrew naszej naturze?


Spacerując po mieście w upalny letni dzień, zaobserwować można ciekawe zjawisko: pracownicy biurowi wychodzący na lunch pojawiają się na ulicy w marynarkach i swetrach, które gwałtownie zdejmują przy pierwszym zetknięciu z falą upału. Zgrzani i zmęczeni skwarem powracają do klimatyzowanego hallu, po czym ponownie zarzucają na siebie ubrania. Może być to uzależnione od rygorystycznej etykiety ubioru, jednak głównym czynnikiem są drastyczne zmiany temperatury, z którymi organizm nie jest w stanie poradzić sobie samodzielnie w tak krótkim czasie. Człowiek posiada ograniczony zakres komfortu cieplnego, który waha się w granicach 20-26°C, przy czym liczby te mogą zmieniać się w zależności od pory roku, rodzaju pracy i wielu innych czynników. W trosce o zdrowie pracowników oraz oczekując maksymalnej efektywności pracy, właściciel lub najemca powierzchni biurowej powinien być zainteresowany optymalizacją warunków panujących w pomieszczeniach. Tu powstaje pytanie do projektanta budynku: jak? Klimatyzacja rozwiązuje wiele problemów związanych z dostosowaniem warunków w miejscu pracy do oczekiwań i potrzeb człowieka. Posiada jednak zasadniczą wadę – nie występuje w przyrodzie, a jak przekonuje Nick Baker z Uniwersytetu w Cambridge: "Wszyscy jesteśmy zwierzętami przystosowanymi do życia na zewnątrz". Co więcej, realizacja optymalnych warunków termicznych w miejscu pracy nie chroni organizmu przed dokuczliwymi i szkodliwymi dla zdrowia skokami temperatur. Idąc do pracy w lipcu czy sierpniu, człowiek odczuwa ciepło lub zmaga się z gorącem. Tymczasem we wnętrzu budynku biurowego czeka na niego chłód, który w pierwszym kontakcie prawdopodobnie wyda się przyjemny, lecz po ośmiu godzinach może stać się dotkliwy. Zmęczony pracą organizm, narażony jest na szok, gdy ponownie znajdzie się na zewnątrz, gdzie słupek rtęci w upalne lipcowe popołudnie może wskazywać o kilkanaście stopni więcej niż termometr w hermetycznie zamkniętym budynku (mimo że wedle zaleceń temperatura wewnątrz nie powinna być niższa od zewnętrznej o więcej niż 7°C). W zimie spotykamy odwrotny problem: ewentualne przegrzanie w miejscu pracy – spowodowane na przykład lokalizacją stanowiska obok kaloryfera – powoduje tym dotkliwsze odczuwanie zimna po wyjściu na zewnątrz.

Komfort cieplny

Dla dobra pracowników zainicjowano szereg badań, mających na celu ustalenie, jakie czynniki wpływają na dobre samopoczucie w miejscu pracy. Kluczową rolę okazują się pełnić cechy mikroklimatu: temperatura powietrza, jego wilgotność względna oraz prędkość ruchu. Klimatyzacja stwarza możliwość ukształtowania warunków, tak by przez użytkowników danego pomieszczenia odczuwane były jako komfortowe. Zacznijmy od zdefiniowania pojęcia komfortu cieplnego (termicznego) – jest to stan, w którym organizm nie odczuwa ani ciepła, ani zimna. W przypadku temperatury w pomieszczeniach – stan zadowolenia z panujących w nim warunków termiczno-wilgotnościowych. W celu określenia, czy temperatura powietrza, jego wilgotność względna oraz prędkość zapewniają osobom przebywającym we wnętrzu komfort cieplny, oblicza się wskaźniki PMV oraz PPD. PMV (Predicted Mean Vote) to przewidywana ocena warunków panujących w pomieszczeniu przez jego użytkowników – od -3 (zimno) do +3 (gorąco). Zalecane jest, aby wskaźnik PMV mieścił się w zakresie od -0,5 do +0,5. PPD (Predicted Percentage Dissatisfied) stanowi prognozowany odsetek osób niezadowolonych z warunków termicznych – nie powinien on przekraczać 10%. Przy małym tempie metabolizmu, jaki charakteryzuje pracę biurową, przyjmuje się, że komfort cieplny mieści się w przedziale temperatur 20-22°C zimą i 23-26°C latem. Utrzymaniu powietrza w zakresie tych wartości służy klimatyzacja. Tymczasem okazuje się, że uzyskanie odpowiedniej temperatury to nie jedyny warunek uczucia wygody. Jak wynika z badań wybitnego amerykańskiego antropologa – Edwarda T. Halla – ciepło wydzielane przez inne osoby, z którymi przebywamy w tej samej przestrzeni jest bardziej uciążliwe i odczuwalne niż wysoka temperatura powietrza.

W pomieszczeniach typu open space, gdzie przebywa jednocześnie kilkadziesiąt osób, ustalenie wartości pożądanej temperatury na podstawie średniej społecznej wydaje się logiczne, choć można także wysnuć inny wniosek: konieczność dostosowania się poszczególnych użytkowników biura do warunków obliczonych dla ogółu pracowników jest wadą tego typu obiektów biurowych. Należy przecież zwrócić uwagę na to, że zakres komfortu cieplnego zależy od płci i wieku danej osoby oraz przede wszystkim od jej indywidualnych upodobań.


Powrót do natury

Dwudziestego trzeciego lipca bieżącego roku temperatura powietrza w Warszawie osiągnęła 30°C, a wilgotność względna przekroczyła 90%. W takich warunkach pracownik biura zlokalizowanego w eleganckim budynku w centrum stolicy mógłby spojrzeć przez szczelnie zamknięte okno na zmęczonych upałem ludzi, wśród których jedynie garstka spieszyła ku bramie raju, jakim tego dnia stał się klimatyzowany hall biurowca. Taki pracownik prawdopodobnie uwierzyłby, że technika XX i XXI wieku odniosła decydujące zwycięstwo nad naturą. Dążenie do osiągnięcia optymalnej temperatury wewnątrz budynku jest bowiem wpisane w całą historię budownictwa. Wykorzystanie wiatru do pobudzenia cyrkulacji powietrza, użycie wody do chłodzenia przez odparowanie, bielenie ścian, by odbijały promienie słoneczne – to tylko niektóre tradycyjne techniki z basenu Morza Śródziemnego, Półwyspu Arabskiego, Persji i innych rejonów, gdzie redukcja temperatury zawsze warunkowała jakość egzystencji człowieka. Czy zatem możliwość tworzenia mikroklimatu na potrzeby użytkowników gmachu, niezależnie od warunków zewnętrznych, jest szczytowym osiągnięciem w zakresie optymalizacji środowiska wewnątrz budynków? Współczesne tendencje architektoniczne odpowiadają na to pytanie negatywnie. Jednym z powodów jest cena, jaką użytkownicy płacą za przebywanie w warunkach komfortu termicznego – wyobcowanie z naturalnego środowiska. Druga przyczyna to wysoki koszt utrzymywania stałych warunków termicznych wewnątrz budynku. Reakcją budownictwa na powyższe racje ma być zwiększenie roli naturalnych systemów ogrzewania, chłodzenia oraz wentylacji wnętrz. Z tego powodu współcześni badacze architektury odkrywają na nowo tradycyjne techniki kształtowania korzystnego mikroklimatu w pomieszczeniach budynków. Zainteresowaniem cieszą się arabskie i perskie domy atrialne oraz charakterystyczne dla tego samego regionu badgiry – niezwykle pomysłowe struktury mające postać kominów lub wież, wykorzystujące siłę wiatru do pobudzenia cyrkulacji powietrza we wnętrzach. Tradycyjny dom wybudowany w warunkach ciepłego klimatu często posiada atrium, którego obecność ułatwia wentylację pomieszczeń i umożliwia powstawanie różnic ciśnień, powodujących cyrkulację powietrza. Sadzawka w centralnym punkcie atrium nie tylko stanowi atrakcję rezydencji, ale jest również naturalnym klimatyzatorem – zapewnia obniżenie temperatury powietrza przez odparowanie. Wykorzystywanie wody do osiągnięcia komfortu cieplnego w upalny dzień jest intuicyjne – wyobraźmy sobie wspomniany 23 lipca nad Jeziorkiem Czerniakowskim lub Zalewem Zakrzówek. Widzimy setki warszawiaków i krakowiaków uciekających przed upałem nad brzegi zbiorników wodnych. Barclaycard Headquarters, budynek autorstwa Fiztroy Robinson & Partners, zrealizowany w 1996 roku w Northampton i zlokalizowany nad jeziorem, czerpie korzyści z chłodzących własności wody, która za pomocą rur wprowadzona jest do wewnętrznego atrium. Optymalizacja warunków typowego biura w City Office Park w Leeds (Peter Foggo & Associates, 1995) wspomagana jest przez schłodzoną wodę, rozprowadzaną w stropach budynku do każdego pomieszczenia. Korzyści z naturalnych metod wentylacji, chłodzenia i ogrzewania wnętrz biurowych są podwójne. Po pierwsze pozytywnie wpływają na zdrowie użytkowników, po drugie obniżają koszty eksploatacji budynków. Deweloperzy często decydują się na te rozwiązania zachęceni drugim argumentem. Energooszczędność budynku ułatwia bowiem znalezienie najemcy powierzchni biurowej.

Adaptacyjny komfort cieplny

Wspominaliśmy o konieczności dostosowania się użytkowników przestrzeni biurowej typu open space do warunków obliczonych dla średniej społecznej. Niedogodności z tym związane mogą być jedną z przyczyn stopniowego odchodzenia od tego modelu pracy. Małe pokoje biurowe przeznaczone dla kilku osób umożliwiają podejmowanie indywidualnych decyzji dotyczących temperatury powietrza. Z zaletami takiego systemu, coraz głośniej postulowanego zarówno przez badaczy jak i projektantów, związane jest pojęcie adaptacyjnego komfortu cieplnego. Opiera się na prostym założeniu: człowiek toleruje szerszy zakres warunków termicznych, jeśli ma na nie wpływ. Na podstawie prac brytyjskich naukowców – Michaela Humphreysa i Fergusa Nicola – wykształciła się szkoła projektowania, stawiająca za cel umożliwienie użytkownikom budynku regulację temperatury wedle indywidualnych wymogów. Jest to zatem alternatywa dla metody kształtowania mikroklimatu wnętrz, zakładającej narzucenie optymalnych warunków pracy. Współczesny budynek biurowy można z łatwością zakwalifikować do jednej z powyższych tendencji – wystarczy stwierdzić, czy użytkownicy mają możliwość otwierania okien. Napływ powietrza z zewnątrz jest najprostszą metodą samodzielnej regulacji temperatury w biurze, postulowaną przez zwolenników stosowania adaptacyjnego komfortu cieplnego. Dodatkowym przytaczanym przez nich argumentem jest możliwość zapewnienia kontaktu z warunkami zewnętrznymi poprzez otwarte okno, co ma pozytywnie wpływać na psychikę użytkowników biura oraz chronić ich organizmy przed szokiem, którego ryzyko niesie przemieszczanie się pomiędzy strefą klimatyzowaną a światem zewnętrznym.

Klimatyzacja przyszłości?

W strefie klimatu umiarkowanego, do której należy Polska, tradycyjna klimatyzacja może pewnego dnia okazać się przeżytkiem. Jeżeli naturalne metody wentylacji i chłodzenia wnętrz spełnią oczekiwania zarówno od strony funkcjonalnej, jak i ekonomicznej, to relacja ze światem zewnętrznym może być argumentem przechylającym szalę. Wyobraźmy sobie jednak, że nagle znaleźliśmy się w biurowcu w Szanghaju. Mamy możliwość wyłączenia klimatyzacji i otwarcia okien, co wykonujemy – bardziej z ciekawości niż naturalnej potrzeby, bo widok niknących w smogu wieżowców nie zachęca do kontaktu z ulicą. Z zewnątrz napływa przez uchylone okno powietrze o konsystencji – jak nam się wydaje – kisielu. Gorące, wilgotne, nasycone parą, która skrapla się na naszej skórze, na biurku, na poręczy fotela. Czym prędzej zamykamy okno i włączamy klimatyzację. Na marginesie: ogromne zużycie energii w Chinach w lipcu bieżącego roku ograniczono poprzez spowolnienie pracy urządzeń klimatyzacyjnych, a co za tym idzie – podwyższenie dopuszczalnej temperatury w biurach. Wygląda na to, że powrót do natury w niektórych zakątkach świata jest mocno utrudniony.

Powróćmy jednak do Polski. Mamy alternatywę: sprawdzone, lecz w mniejszym lub większym stopniu szkodliwe dla zdrowia i środowiska, czynniki chłodnicze oraz eksperymentalne technologie, zakładające zbliżenie do natury. Możemy wybierać: czy wolimy funkcjonować w mikroklimacie oderwanym od przyrody, lecz gwarantującym komfort, czy stawiamy na wahania warunków termicznych, dające poczucie kontaktu ze środowiskiem zewnętrznym? Słuchajmy więc naszego organizmu i starajmy się dopasować otoczenie do jego potrzeb, a kiedy zawiodą metody omówione w niniejszym artykule, zawsze można oprzeć się na pomysłowości Japończyków i zaopatrzyć w najnowszy biurowy gadżet – klimatyzowaną koszulę zasilaną kablem USB.