Przeskocz do treści

Architektura mikroklimatów

1 [76] 2022

12 | 07 | 2022

HISTORIA NATURALNA ARCHITEKTURY

Wystawa Historia naturalna architektury zwraca uwagę na przyczyny natury przyrodniczej, fizykalnej, biologicznej i klimatycznej, które wpływały na bieg historii architektury, przyczyniając się do wykształcenia jej form od pradziejów do dziś. Pisana w kontekście powszechnego dostępu do ogromnych ilości energii, najpierw pochodzącej z węgla, a potem z ropy naftowej, a także przy rozwoju medycyny (obejmującym wynalazek szczepionki i antybiotyków), dwudziestowieczna historia polityczna, społeczna i kulturowa w znacznej mierze lekceważyła fakty z zakresu fizyki, geografii, klimatologii i bakteriologii, które na przestrzeni wieków w istotny sposób decydowały o kształcie form architektonicznych i urbanistycznych. Nowe odczytanie historii architektury, uwzględniające tego rodzaju rzeczywiste, obiektywne i materialne dane, pomoże nam stawić czoła największym ekologicznym wyzwaniom naszego stulecia i lepiej budować w odpowiedzi na palące problemy klimatyczne.

I. JAK NASZA HOMEOTERMICZNA NATURA DAŁA POCZĄTEK ARCHITEKTURZE
Zrozumienie genezy architektury wymaga powrotu do naszej „homeotermiczności” i konieczności zachowania temperatury ciała na stałym poziomie 37 stopni Celsjusza. Ludzkie ciało, niezależnie od warunków panujących w jego otoczeniu, reguluje zarówno wewnętrzne funkcje fizjologiczne związane z termoregulacją (rozszerzenie naczyń krwionośnych, pocenie się, skurcze mięśni, wydzielanie katecholamin), jak i sięga po środki z zewnątrz, przede wszystkim jedzenie, ubranie, zmianę miejsca – i oczywiście architekturę. By ukryć się przed wiatrem (chłodzi skórę w procesie konwekcji), deszczem (przyspiesza chłodzenie ciała na skutek zjawisk związanych z przewodzeniem) czy palącym promieniowaniem słonecznym, ludzie wznoszą dachy i ściany.

Powrót do klimatycznego raju dzięki architekturze
Ludzka naga małpa najlepiej czuje się w określonych, wąsko zdefiniowanych warunkach klimatycznych umiarkowanego nasłonecznienia i przy temperaturze otoczenia między 20 a 28 stopni Celsjusza. Może takie warunki odpowiadają pierwotnemu klimatowi w kolebce ludzkości na terenie Afryki Subsaharyjskiej, a także wiecznej wiośnie w ogrodzie Edenu, z którego został wygnany Adam. Podstawowa misja architektury, będąca poszerzoną, zewnętrzną, sztuczną postacią termoregulacyjnych mechanizmów ciała, polega na zapewnieniu człowiekowi klimatycznego dobrostanu.

Budować, żeby odtworzyć klimat
Straty ciepła w budynku ze złą izolacją termiczną rozkładają się w przybliżeniu następująco: 30 procent przez okna, 19 procent przez dach, 16 procent przez ściany, 14,7 procent przez system odprowadzania dymu, 10,5 procent przez grunt i 10 procent przez system wentylacyjny. Odpowiednia izolacja okien, ścian i dachów mogłaby zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych o 32,4 procent. Porozumienie Paryskie, podpisane w grudniu 2015 roku, jako cel na rok 2030 wskazuje jednak redukcję emisji dwutlenku węgla o 40 procent. Dzięki dodatkowym rozwiązaniom w zakresie systemów wentylacyjnych oraz użytkowaniu energii słonecznej i geotermalnej sektor budowlany może poprawić swoją wydajność energetyczną.

II. JAK PSZENICA PRZYCZYNIŁA SIĘ DO POWSTANIA MIASTA
Pierwsze miasta narodziły się wraz z rolnictwem na początku neolitu, około jedenastu tysięcy lat temu. Ludzie przeszli od koczowniczego trybu życia w społeczeństwach zbieracko-łowieckich do rolnictwa i hodowli zwierząt. Zmianę spowodowało złagodzenie klimatu. Wilgotne powietrze znad Atlantyku i Morza Śródziemnego przynosiło obfite deszcze na Bliskim Wschodzie, od Egiptu na zachodzie po Mezopotamię na północy oraz Sumer i Babilon na wschodzie. Na równinach słonecznego i wilgotnego „żyznego półksiężyca” eksplodowała wegetacja. Miastom przypadła wówczas rola umocnionego spichlerza, w którym rolnicy składali swoje zbiory, żeby chronić je przed rabusiami i złą pogodą.

Miasto powstało jako warowny spichlerz
W opisie zikkuratu poświęconego bogu Nannie w mieście Ur Tate S. Paulette postawił tezę, że świątynie pełniły równocześnie funkcję umocnionych spichlerzy, a kapłani zarządzali zapasami pszenicy. Świątynie sumeryjskie, podobnie jak egipskie, składały się głównie z magazynów na dwa podstawowe składniki ówczesnej diety: pszenicę i jęczmień (używany głównie do produkcji piwa). Pobudki religijne były służebne wobec motywacji gospodarczych.

Opactwa i klasztory jako spichlerze
Idealny plan opactwa St. Gallen z ix wieku odzwierciedla architekturę i organizację klasztoru jako ośrodka życia gospodarczego, religijnego i społecznego. Zespół zabudowań w obrębie murów obejmuje młyn, piekarnię, stajnie, infirmerię, dormitorium – wszystkie rozmieszczone wokół kościoła i wirydarza. Takie wspólnoty religijne, rozumiane jako „miasta idealne”, odgrywały w średniowieczu kluczową rolę magazynów zboża, czyli przejęły rolę miast w starożytności. Podobnie jak kapłani pierwszych cywilizacji mezopotamskich, mnisi i opaci zarządzali zapasami ziarna.

III. CO PRZESTRZEŃ PUBLICZNA ZAWDZIĘCZA POSZUKIWANIU CHŁODU
W starożytnym Rzymie gmach bazyliki, czyli rozległa, zadaszona, wielofunkcyjna przestrzeń, łącząca instytucje wymiaru sprawiedliwości i handel z rekreacją, na przykład przechadzkami, służyła jako przestrzeń publiczna w takim samym stopniu jak otwarta przestrzeń Forum. To połączenie różnych aspektów życia społecznego wynikało z faktu, że bazyliki były oazą chłodu podczas gorącego lata.

Przestrzeń publiczna narodziła się w cieniu drzew
Historycznie rzecz biorąc, wartości drzewa jako źródła cienia poprzedzają funkcję publiczną: lipa wyrosła, zanim zasiedli pod nią sędziowie, i to właśnie cień uczynił jej sąsiedztwo atrakcyjną przestrzenią publiczną. Zadrzewiona przestrzeń jako model przestrzeni publicznej wywodzi się z Persji, stamtąd przejęli go starożytni Grecy i Rzymianie. W cieniu platanów, a niegdyś wiązów we Francji i lip w Szwajcarii, temperatura jest niższa; to kluczowy czynnik z perspektywy życia społecznego w przestrzeni publicznej. Społeczność miasta zbiera się i naradza w „miejskich lasach. W cieniu drzew oddajemy się czynnościom pod wieloma względami podobnym do tych, które odbywały się w rzymskiej bazylice albo dawnych katedrach.

Czy globalne ocieplenie spowoduje wzrost znaczenia przestrzeni publicznych?
Te same wartości, które dały początek przestrzeni publicznej, znów nabrały ogromnego znaczenia. Wiele miast stara się na nowo zinterpretować przestrzenie publiczne, w mniejszym stopniu ze względu na ich wartości wizualne i estetyczne, a w większym – by walczyć z rosnącymi temperaturami i coraz częstszymi falami upałów. W 2009 roku architekt krajobrazu Michel Desvigne zaprojektował w biznesowej dzielnicy Ōtemachi w Tokio lasek o powierzchni 3,6 tysiąca metrów kwadratowych.

Jesteśmy na betonowej płycie usytuowanej na wspólnym dachu stacji kolejowej i kilku budynków. Chodziło o zasadzenie lasu, który liczyłby ponad dwieście drzew. Pięcioletnie drzewa przesadzono ze szkółki w górach otaczających Tokio i teraz dalej rosną razem, w identycznej konfiguracji jak pierwotnie. Minęło kolejne pięć lat i widzę, że mają się świetnie. W mieście o wiele cieplejszym od Paryża małe ogrody i laski w gęsto zabudowanej dzielnicy dostarczają cennego chłodu. To coś więcej niż ozdoba.

 

IV. KIEDY SZTUKA DEKORACYJNA BYŁA NIE TYLKO DEKORACJĄ
Do czasu pojawienia się nowoczesnych technologii termoregulacyjnych elementy wystroju wnętrza: średniowieczne tapiserie, renesansowe boazerie i wykładane tkaninami ściany dziewiętnastowiecznych budowli, funkcjonowały jako dodatkowe systemy grzewcze. W XX wieku poprawa wydajności ogrzewania, oświetlenia, a w końcu także chłodząca powietrze klimatyzacja stworzyły praktycznie nieograniczone możliwości realizacji dekoratorskich kaprysów nawet w najbardziej nieprzyjaznym dla człowieka klimacie. Wszystko, co uznajemy za wykończenie i wystrój wnętrza, ponieważ nie pełni funkcji nośnych ani konstrukcyjnych, stało się więc dekoracją.

Tkanina jako ochrona przed zimnem
Zanim w XX wieku rozpowszechniło się centralne ogrzewanie, celem rozwoju nowych technologii – żeliwnych płyt emitujących promieniowanie podczerwone, czyli ciepło, chwytania ogrzanego powietrza przez ciągi kominowe oraz pieców grzewczych – było podniesienie wydajności kominków i palenisk. Równocześnie rozpowszechniały się dekoracyjne elementy wystroju wnętrz, które również zapobiegały utracie ciepła i zapewniały wygodę wnętrza. Tapiserie, dywany i draperie blokowały rozchodzenie się chłodu przenikającego z zewnątrz; parawany i kotary chroniły przed przeciągami. Wyściełane fotele izolowały od zimna plecy siedzącego. Lustra i kryształowe wisiorki kandelabrów odbijały i wzmacniały przytłumione światło świec, a później płomieni lamp naftowych. Nawet obrazy na ścianach poprawiały izolację termiczną.

Dlaczego w modernizmie znika dekoracja
W XX wieku wykorzystanie paliw kopalnych oraz rozpowszechnienie urządzeń grzewczych umożliwiły sztuczne wytwarzanie warunków klimatycznych niemal niezależnie od zewnętrznych ograniczeń. Farnsworth House, wzniesiony w amerykańskim stanie Illinois przez Ludwiga Miesa van der Rohe, jest ucieleśnieniem nowych możliwości: otwarty na otaczającą przyrodę, z niewidocznym wyposażeniem zapewniającym komfort termiczny. W rurach ogrzewania podłogowego krąży woda podgrzana w bojlerze umieszczonym w piwnicy; ciepło utrzymuje się bez potrzeby rozkładania dywanów i rozwieszania draperii czy tapiserii. Niską wydajność termiczną szyb rekompensuje intensywne zużywanie paliw kopalnych.

V. CO LEKKIE KOPUŁY ZAWDZIĘCZAJĄ LĘKOWI PRZED ZASTOJEM POWIETRZA
Zależność między zdrowiem a jakością wdychanego powietrza odkrył ponoć Hipokrates, grecki lekarz z V wieku p.n.e. Popularność zyskała na nowo we Włoszech w czasach renesansu, kiedy teksty Hipokratesa, przede wszystkim traktat O powietrzu, wodach i miejscach, po raz pierwszy przetłumaczono na łacinę. Dzieło dotyczące urbanistyki wyjaśnia, gdzie i jak wznosić miasta w zależności od dominującego kierunku wiatrów i jakości wody. Najważniejsza okazuje się symetria budynków oraz umiejscowienie okien ułatwiające wentylację. Równocześnie nowy powiew wniosła neoklasycystyczna zmiana form architektonicznych w XVIII wieku oraz rozwój technik „mechanizacji budynku” sprzyjających cyrkulacji powietrza. Kopuły służyły w szpitalach do „wciągania miazmatów”; potem zaczęto stosować je szerzej w dużych budowlach publicznych. Teoria „złego powietrza”, które jakoby w całości odpowiadało za zakażenie, cieszyła się popularnością aż do początków XX wieku i wpłynęła na zorganizowanie mieszkalnictwa wielorodzinnego.

Naturalna wentylacja willi palladiańskich
Odmienna od czysto formalnych i kulturowych inspiracji w architekturze drugiej połowy XX wieku była architektura palladiańska willi wznoszonych w xvi wieku na terenie Veneto. Uwzględnia ona klimatyczne podstawy sztuki budowania. Klasycznym przykładem jest Villa Rotonda, wzniesiona w 1571 roku w okolicach Vicenzy. Została zaprojektowana wokół chłodnego, wysokiego pomieszczenia centralnego, zwanego sala, chronionego przed słońcem przez niższe pomieszczenia boczne, umiejscowione zgodnie z porami roku, w których pokoje te są najczęściej użytkowane. Symetria oraz regularne rozmieszczenie okien i drzwi zapewniają dopływ powietrza w głąb budynku i jego cyrkulację. Pod centralnie usytuowaną sala piwnica chłodzi powietrze, zanim ujdzie ono przez centralny otwór kopuły.

Naturalna wentylacja zespołu mieszkalnego
Już w XX wieku prefekt departamentu Sekwany Georges-Eugène Haussmann zalecał dla Paryża system różnej wielkości dziedzińców, czasami tak wąskich, że można je porównać do współczesnych ciągów wentylacyjnych. W XX wieku architekci nadal uwzględniali w projektach mechanizmy wentylacji, teraz jednak ruch powietrza miał rozpraszać mikroby. Architekt Adolphe Augustin Rey zaproponował naturalną wentylację dla mieszkań w wielorodzinnej kamienicy dla klasy robotniczej. W 1905 roku w konkursie Fundacji Rotschilda wygrał budynek zaprojektowany równolegle do kierunku najczęstszych wiatrów; dzięki temu cyrkulacja powietrza we wnętrzu mogła odbywać się bez przeszkód.

 

VI. JAK GAŁĄZKA MIĘTY WYNALAZŁA DZIEWIĘTNASTOWIECZNE MIEJSKIE PARKI
W XVII wieku szkocki lekarz i chemik Joseph Black ustalił, że powietrze składa się z dwóch gazów; później otrzymają nazwy tlen i dwutlenek węgla. W 1756 roku Black nazwał dwutlenek węgla ustalonym powietrzem, po tym, jak odkrył, że gasi ono świece i zabija zwierzęta. Angielski fizyk i chemik Joseph Priestley zaobserwował, że zamknięte pod szklanym kloszem myszy żyją dłużej, jeśli umieści się pod nim również rośliny. Zauważył też, że wszystkie rośliny (najpierw wykorzystał gałązkę mięty) „oczyszczają” powietrze z jego elementów uważanych wówczas za toksyczne, czyli przekształcają „powietrze ustalone lub mefityczne” (dwutlenek węgla) w „powietrze zdeflogistonowane”, które później Antoine Lavoisier nazwał kwasorodem (tlenem). Odkrycia te legły u podstaw rozumienia fotosyntezy i wpłynęły na ówczesnych uczonych. Natychmiast wyciągnęli oni wnioski odnoszące się do planowania przestrzennego. Zakładanie parków miejskich było głównie pochodną troski o zdrowie: w drzewach dostrzeżono „urządzenia” do „poprawy powietrza”.

Parki: by życie było długie
W 1839 roku angielski reformator Edwin Chadwick propagował wietrzenie miast przez poszerzanie ulic, by wpuścić do miasta wiatr, oraz sadzenie drzew. Z badań Josepha Priestleya wyciągnął wniosek, że drzewa pomagają ograniczyć nadmierną śmiertelność. Posłuchali go mieszkańcy wschodniego Londynu: trzydzieści tysięcy londyńczyków podpisało adresowaną do królowej Wiktorii petycję o stworzenie parku jej imienia. W 1845 roku w dzielnicy Hackney na wschodzie otwarto Victoria Park, pierwszy na świecie nowoczesny publiczny park miejski. Za jego przykładem poszli inni twórcy enklawzieleni powstających w ciągu całego XIX wieku, od Haussmannowskich parków w Paryżu po nowojorski Central Park.

Trzeci krajobraz i bioróżnorodność
Drzewa w miastach w ograniczonym zakresie pochłaniają dwutlenek węgla: pojedyncze drzewo wychwytuje zaledwie dwadzieścia pięć kilogramów dwutlenku węgla rocznie, natomiast pojedynczy mieszkaniec Francji w tym samym okresie uwalnia do atmosfery około 6,9 tysiąca kilogramów. Rolą przyrody w mieście jest zatem dostarczanie chłodu pod koronami drzew i zachowanie bioróżnorodności. Od lat 90. XX wieku architekt krajobrazu Gilles Clément bronił koncepcji miejskiego rezerwatu. W sercu Parc Matisse w Lille wydzielił niedostępną dla ludzi przestrzeń o powierzchni 2,5 tysiąca metrów kwadratowych, usytuowaną na betonowej podstawie o wysokości ponad siedmiu metrów. Ta replika wysepki na południowej półkuli została pomyślana jako laboratorium ewolucji lasu w ciągu dziesięcioleci, odcięte od jakiejkolwiek bezpośredniej interwencji człowieka.

VII. KIEDY WYBUCH WULKANU STWORZYŁ NOWOCZESNE MIASTO
W 1815 roku po katastrofalnym wybuchu wulkanu Tambora w Indonezji do stratosfery uniosła się chmura pyłu. Na kilka lat ograniczyła nasłonecznienie ziemi, przez co zdestabilizowała globalny ekosystem klimatyczny. W Zatoce Bengalskiej zaburzenia sezonu monsunowego doprowadziły do mutacji zarazków cholery; epidemia szybko dotarła do Moskwy, a od 1832 roku rozprzestrzeniała się w Europie. Za siedlisko choroby uważano wówczas zatęchłe powietrze miejskich zaułków i wąskich uliczek. Metropolie Londyn i Paryż przystąpiły do realizacji wielkiego planu przekształcania przestrzeni miejskiej; pod jego znakiem upłynęła druga połowa XIX wieku. Obejmował przede wszystkim projekty szerokich, „przewiewnych alej i bulwarów”. Badania Gillena d’Arcy’ego Wooda opisane w Tambora: The Eruption That Changed the World (Tambora. Erupcja, która zmieniła świat; 2014) wykazały wprawdzie, że po wybuchu Tambory średnia temperatura na świecie obniżyła się tylko o 2 stopnie Celsjusza, mimo to zanim nastał wiek XX, zmianie uległy bieg historii oraz wygląd miast.

Wybuch wulkanu: rok, w którym nie było lata
W kwietniu 1815 roku po wybuch wulkanu Tambora wyspę Sumbawa w Indonezji spowiła gęsta siarkowa mgła i nastąpiły liczne zaburzenia klimatyczne, szczególnie odczuwalne w Bengalu. Stacjonowała tam wówczas armia brytyjska. W sierpniu 1817 roku gwałtowna epidemia cholery dziesiątkowała ludność Indii; gdy w listopadzie dotarła do brytyjskich koszar wojskowych, w ciągu pięciu dni zmarło pięć tysięcy osób. Ludzie, którzy pili zakażoną wodę, roznosili śmiertelną chorobę po świecie. Pierwsze zachorowania w Europie odnotowano w 1831 roku.

Cholera stoi za przebudową Paryża przez Haussmanna
Kiedy w połowie XIX wieku baron Haussmann postanowił przeprojektować Stary Paryż i go „przewietrzyć”, wyobrażał sobie modelowe miasto rozciągające się wzdłuż szerokich alej i bulwarów. Prefekt Paryża czerpał inspirację z obszernej literatury medycznej, ta zaś od schyłku xviii wieku upatrywała genezy chorób w zatęchłym powietrzu. Liczba ludności Paryża wzrosła z 759 tysięcy w 1831 roku do ponad miliona w 1846 roku. Większość mieszkańców tłoczyła się w dzielnicach o średniowiecznym układzie zabudowy. Zdaniem Haussmanna należało ją zmienić; potrzebne było teżposzerzenie obszaru miasta. Wiatry miały pomóc w walce z epidemią.

VIII. JAK JOD PRZYCZYNIŁ SIĘ DO URBANIZACJI NA DUŻĄ SKALĘ
W XIX wieku odkrycie prozdrowotnych właściwości jodu przekształciło tereny wcześniej zasiedlone w raczej rozproszony sposób: morskie wybrzeża i góry. Rozbudowa sieci kolejowych umożliwiła pacjentom dotarcie do tych obszarów o naturalnie wysokim poziomie jodu. W nadmorskich kurortach deweloperzy działali w porozumieniu z kolejami, wówczas jeszcze prywatnymi. Często współtworzyli jedną organizację gospodarczą – we Francji było tak aż do nacjonalizacji kolei w 1937 roku. Paryscy bankierzy bracia Pereire, którzy wspierali wiele działań Haussmanna, założyli w 1852 roku Compagnie des chemins de fer du Midi, zapewniającą połączenia między Bordeaux i Arcachon, a w 1860 roku zaczęli finansować budowę nadmorskiego kurortu w Arcachon. Już w 1936 roku francuskie wybrzeże (4 procent terytorium państwa) było zaludnione trzy razy gęściej (193 mieszkańców na kilometr kwadratowy) niż reszta kraju (77 mieszkańców na kilometr kwadratowy). W latach 1968–1999 przyrost liczby ludności w regionach nadmorskich dwukrotnie przekroczył średnią krajową.

Atrakcyjność jodu
Do XIX wieku mieszkańcy obszarów oddalonych od terenów, na których powietrze jest naturalnie bogate w jod, cierpieli na schorzenia tarczycy i matołectwo. Już w połowie xviii wieku angielski lekarz Richard Russell zalecał pacjentom pobyty nad morzem. W 1820 roku genewski lekarz Jean-François Coindet dowiódł naukowo, że wspomniane choroby są wynikiem niedoboru jodu w diecie populacji zamieszkujących daleko od morza lub bez dostępu do źródeł wody zawierających naturalny jod. Podawanie pacjentom jodu poprawiało ich stan w ciągu kilku tygodni. Efekty kuracji spowodowały w całej Europie wybuch niezwykłego entuzjazmu dla pobytów nad morzem i „u wód”, czyli w kurortach położonych przy źródłach termalnych, których woda obfitowała w jod.

Rozwój miast i pogoń za morską bryzą
Pierwsze we Francji morskie balnearium otwarto w Dieppe w 1822 roku. W okolicy szybko zaczęły wyrastać pensjonaty i hotele, w 1852 roku zbudowano tor wyścigów, a w 1886 roku – kasyno. Od 1848 roku do miasta docierała kolej, więc paryżanie i londyńczycy tłumnie je odwiedzali, by zażywać kąpieli w bogatej w jod morskiej wodzie. W ślad Dieppe poszły kolejne miasta: Arcachon otworzyło łaźnie morskie w 1823 roku, Biarritz, Trouville i Cabourg w 1853 roku, Houlgate w 1854 roku, Villers-sur-Mer w 1857 roku. W 1863 roku w Monako założono Société des Bains de Mer; w Deauville uruchomiono kąpielisko w roku 1864. Ponieważ budowano na płaskich terenach nadbrzeżnych, formy urbanistyczne miały niewiele wspólnego z istniejącymi nad morzem osadami i miasteczkami, dawniej lokowanymi zupełnie inaczej. Rozplanowanie nadmorskich miast kurortowych opiera się na regularnej siatce ulic i alej krzyżujących się pod kątem prostym i biegnących równolegle lub prostopadle do linii brzegowej; zabudowa zorganizowana w duże kwartały umożliwia wznoszenie budynków, których długie fasady są skierowane ku morzu.

 

IX. KIEDY ROPA SPRAWIA, ŻE MIASTA WYRASTAJĄ NA PUSTYNI
Choć ludzie od czasów prehistorycznych wiedzieli, jak ogrzewać powietrze, do początku XX wieku nie dysponowaliśmy technologią pozwalającą je schłodzić. Mogliśmy sięgnąć wyłącznie po lód. W zimie magazynowano go w podziemnych lodowniach lub dostarczano statkami z regionów o chłodniejszym klimacie. W 1902 roku Willis Carrier, inżynier zatrudniony w amerykańskiej firmie produkującej wentylatory, wynalazł klimatyzację. Opracował metodę kontrolowania poziomu wilgotności powietrza, a okazało się, że przy okazji obniżeniu ulegała jego temperatura. Klimatyzatory wykorzystują mechanizmy konwekcji (poruszają powietrze jak wentylator) oraz przewodzenia. Już w 1955 roku w klimatyzowanych pomieszczeniach mieszkał jeden na dwudziestu dwóch Amerykanów, a na południu kraju – co dziesiąty. W połowie lat 70. XX wieku 9 procent budynków w południowych stanach było wyposażone w klimatyzację. W ciągu ostatnich trzydziestu lat globalna liczba klimatyzatorów uległa potrojeniu i obecnie zużywają (wraz z wentylatorami) 10 procent światowej energii elektrycznej (dane za 2016 rok).

Urbanizacja dzięki odkryciu ropy
Los Angeles było miastem o luźnej zabudowie, podobnie jak inne miasta wzniesione na amerykańskiej pustyni: Las Vegas, Denver, Dallas, Lubbock, i całe południowe Stany Zjednoczone. Powstało na terenie nadmorskim, gdzie lato jest długie i gorące i nie ma ujęć wody pitnej, czyli w miejscu, w którym Witruwiusz odradzał zakładanie miasta. Gwałtowny rozwój Los Angeles i przyrost liczby jego mieszkańców, zwłaszcza w drugiej połowie xx wieku, stał się możliwy jedynie dzięki odkryciu w 1892 roku w Kalifornii ropy naftowej, a co za tym idzie – ogromnemu, pozbawionemu ograniczeń wykorzystaniu paliw kopalnych.

Klimatyzacja i amerykańskie Południe
Między rokiem 1910 a 1950 populacja na południu Stanów Zjednoczonych spadła o ponad dziesięć milionów. Później jednak tendencja uległa odwróceniu. Miasta Słonecznego Pasa, czyli terenów na południe od trzydziestego szóstego równoleżnika, zawdzięczają rozwój masowej produkcji urządzeń klimatyzacyjnych. Las Vegas, Los Angeles, Miami, Palm Springs czy Nowy Orlean przyciągają wielbicieli słońca, lecz zarazem oferują sztucznie łagodzony upalny klimat. W 1940 roku Los Angeles miało 1,5 miliona mieszkańców, obecnie liczba tamtejszego regionu metropolitalnego sięga już dziewiętnastu milionów.

Klimatyzacja zaciera odmienność i specyfikę architektury regionalnej
W ostatnich trzydziestu latach globalna liczba klimatyzatorów uległa potrojeniu i obecnie odpowiadają one, wraz z wentylatorami, za 10 procent światowego zużycia energii elektrycznej (dane za 2016 rok). Niedawny rozwój Kataru, Dubaju i Abu Zabi także łączy się z rozwojem klimatyzacji. Krótko mówiąc, wygodne życie w gorącym klimacie – czy to na pustyni, czy w dżungli – stało się możliwe dzięki powszechnemu korzystaniu z urządzeń klimatyzacyjnych po II wojnie światowej.

Mniej energochłonna urbanizacja obszarów o zimnym klimacie
Temperatura spada o 0,65 stopnia Celsjusza wraz ze wzrostem wysokości o 100 metrów n.p.m., więc miasta w górskich regionach są chłodniejsze. Przyjemniej mieszka się też na szerokościach geograficznych oddalonych od równika niż w jego sąsiedztwie. Świadectwem nowego trendu jest przenoszenie wielkich serwerowni i ośrodków gromadzenia danych z Kalifornii (gdzie ciepły klimat wymaga ich stałego chłodzenia, czyli korzystania na wielką skalę z klimatyzacji) na Alaskę czy do Europy Północnej, bo tam można w trybie ciągłym korzystać z chłodnego powietrza i ograniczyć zużycie energii. W 2013 roku Facebook zbudował dla części swoich serwerów halę o powierzchni dwudziestu jeden tysięcy metrów kwadratowych w Luleå w Szwecji.

 X. DLACZEGO NOWOCZESNA ARCHITEKTURA JEST BIAŁA
Mieszkańcy Gryzonii suszą mięso, wystawiając je na bezpośrednie działanie słońca i wiatru. Metoda ta zainspirowała nowoczesnych architektów do naśladowania zdrowotnych zalet sanatoriów z początku XX wieku. Ich budynki są białe – z dwóch powodów, związanych z higieną. Po pierwsze, od początku XIX wieku uznawano wapno za silny środek antyseptyczny; zalecano, by zniszczyć nim miazmaty, które „weszły w ściany”. Po drugie, biel odbija promienie słoneczne, a przez to intensyfikuje ich oddziaływanie. Są uważane za bakteriobójcze, skuteczne zwłaszcza w konfrontacji z zarazkami gruźlicy. Współcześnie zainteresowanie światłem naturalnym powraca, niesie ono bowiem energię cieplną. Można ją wykorzystywać do ogrzewania budynków zimą, a co za tym idzie ograniczyć zapotrzebowanie na ciepło, przy którego wytwarzaniu emitowane są gazy cieplarniane.

Biel wraca, żeby stawić czoła ociepleniu
Letnie fale upałów związane z globalnym ociepleniem i wzmocnione przez miejskie otoczenie wymuszają niejedną zmianę w kolorystycznych strategiach architektonicznych i urbanistycznych. Promienie słoneczne odbijają się od jasnych materiałów, dzięki czemu powierzchnie się nie nagrzewają. Albedo, czyli zdolność odbijania słonecznego promieniowania cieplnego, jest dobrze znane w gorących regionach, między innymi na greckich Cykladach, gdzie ulice i niskie budynki są całkowicie białe. Jasne dachy zmniejszają gromadzenie się ciepła, a we wnętrzach i na ulicach panuje przyjemny chłód. Jak wskazuje większość niedawnych badań nad redukcją temperatury w miastach, tego rodzaju strategia okazuje się bardziej skuteczna od pokrywania dachów roślinnością i jest obecnie zalecana.

Sanatorium
Louis Pasteur twierdził, że światło opóźnia rozwój bakterii i mikroskopijnych grzybów lub go uniemożliwia. Od początku XX wieku góry stały się istotnym elementem praktyk zdrowotnych. Budowa sanatorium Schatzalp w Davos w 1900 roku oznaczała pojawienie się nowej architektury: wielkie okna skierowane na południe wpuszczały mnóstwo światła, na balkonach i tarasach pacjenci korzystali z kąpieli słonecznych i świeżego powietrza, a przede wszystkim bielono rozmaite materiały budowlane, co zwiększało intensywność operowania światła słonecznego. Słońce miało przenikać do wnętrza pokojów, by zabijać bakterie i odkażać pacjentów, wszystkie sanatoria wznoszono więc zgodnie z zasadami pełnego nasłonecznienia i bieli. Sanatorium w Davos to największa tego rodzaju budowla w Szwajcarii, połączona z miastem własną kolejką linową, prawdziwym cudem techniki tamtych czasów

XI. A CO, GDYBY DWUTLENEK WĘGLA MIAŁ DAĆ SYGNAŁ POBUDKI DLA ARCHITEKTURY?
W kategorii „architektura” sektor gospodarki związany z pomieszczeniami dla ludzkiej działalności odpowiada za 30 procent globalnych emisji gazów cieplarnianych, głównie z winy ogrzewania budynków i ich chłodzenia. Dla porównania, przemysł lotniczy odpowiada jedynie za 2 procent. Architektura stoi zatem na pierwszej linii walki z globalnym ociepleniem. Jej bronią jest stosowanie regulacji termicznych, nowych standardów i rekomendacji, które starają się przede wszystkim ograniczyć zużycie energii, nadal w 85 procentach uzależnione od paliw kopalnych. Obserwujemy narodziny nowego stylu w architekturze, wyposażonego w nowe narzędzia kompozycji architektonicznej i urbanistycznej: meteorologiczne parametry miejsca – powietrze, światło, ciepło, wilgotność – oraz ich cechy fizyczne i zachowanie, jak konwekcja, przewodnictwo, ciśnienie, zdolność emisyjna, efuzyjność, dyfuzyjność.

Kryzys naftowy pobudza do poszukiwania alternatywnych rozwiązań
W następstwie szoku naftowego z 1973 roku światło dzienne ujrzały pierwsze eksperymentalne, energetycznie autonomiczne budynki. Wykorzystywały energię słoneczną, geotermalną, zasady inercji termalnej, formy dostosowujące się do wędrówki słońca, wiatru, położenia geograficznego itd. Kilku architektów podjęło próbę znalezienia rozwiązań architektonicznych niezależnych od ropy lub produkcji przemysłowej. Niektórzy członkowie tej grupy całkowicie odrzucali rozwój gospodarczy i techniczny; pod tym względem blisko im było do kontrkultury hipisowskiej. Należał do nich Paolo Soleri z pochodzenia Włoch, twórca eksperymentalnego miasta ekologicznego Arcosnati w Arizonie. Mniej więcej w tym samym czasie Mike Reynolds zbudował Thumb House – dom ze zużytych opon i puszek, samowystarczalny energetycznie dzięki energii słonecznej i inercji termalnej.

Kiedy paliwa kopalne sprawiły, że znikły fasady budynków
Lata 70. XX wieku wyznaczyły także początek myślenia ekologicznego, stawiającego sobie za cel wznoszenie budynków niezależnych od paliw kopalnych oraz otwarcie na energie odnawialne. W 1974 roku Douglas Kelbaugh zaczął budować swój dom w Princeton. Zainspirowała go ściana Trombe’a. Od lat 50. po 70. Stosowali ją i testowali profesor Félix Trombe i architekt Jacques Michel. Jest to urządzenie grzewcze, które wykorzystuje efekt cieplarniany, by ogrzewać dom darmową energią ze słońca. Analizy potwierdzają wysoką stabilność temperatury we wnętrzu, średnio w okolicach 17 stopni Celsjusza, kiedy temperatura na zewnątrz waha się od –13 do 14 stopni. W latach 70. poszukiwania architektury niezależnej od ropy i produkcji przemysłowej zepchnięto na margines, a w latach 80., gdy cena ropy zaczęła znowu spadać, w zasadzie zamarły.

Znaczenie izolacji termicznej budynków
Programy skutecznej redukcji zużycia energii, jak Passivhaus w Niemczech (1996) czy Minergie w Szwajcarii (1998), zastosowano przy wznoszeniu lub remontach budowli publicznych. Pragmatyczne programy mają na celu radykalne (ośmiokrotne) zmniejszenie zużycia energii przez budynki dzięki zastosowaniu kilku prostych zabiegów: ociepleniu od zewnątrz – dla uniknięcia mostków termicznych – ścian zewnętrznych, dachu i podłogi przez wyłożenie warstwą wełny mineralnej o grubości co najmniej 150 milimetrów (obecnie co najmniej 200 milimetrów); uszczelnieniu wnętrza, by zapobiec przedostawaniu się powietrza z zewnątrz przez szpary czy wadliwe uszczelki; stosowanie podwójnych szyb (obecnie stosuje się także szyby potrójne); ograniczaniu przewodnictwa cieplnego szyb i kontroli wymiany powietrza wewnątrz budynku, zwłaszcza poprzez odzyskiwanie ciepła z powietrza wyrzucanego na zewnątrz i używania go do wstępnego ogrzewania świeżego powietrza dostającego się do wnętrza poprzez system wentylacji z podwójnym przepływem.

Związek między architekturą a klimatem powraca wraz z globalnym ociepleniem
W grudniu 1895 roku profesor Svante Arrhenius postawił hipotezę, że w przeszłości temperatura na Ziemi ulegała zmianie w związku ze zmianami poziomu dwutlenku węgla w atmosferze. Były to pierwsze badania naukowe wskazujące, że rosnąca zawartość dwutlenku węgla powoduje wzrost temperatur. Legły u podstaw modelu korelującego uwalnianie gazów cieplarnianych z globalnym ociepleniem, przyjętego następnie przez Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu. Dzięki analizie średniej temperatury na Ziemi od 1850 roku (wzrosła w tym czasie w przybliżeniu o 1 stopień Celsjusza), a także badaniu koncentracji dwutlenku węgla w powietrzu mniej więcej w tym samym okresie (wzrosła z 280 ppm do przeszło 400 ppm) zauważono korelację, której wytłumaczeniem może być nieprzepuszczalność dwutlenku węgla dla światła podczerwonego