Feeding the Planet, Energy for Life si un curs de ecologie care a implicat familiarizarea cu fermele acvaponice, observând beneficiile și cum anume… [301848]

Figură 1

Sursa: https://www.infoplease.com/world/population-statistics/total-population-world-decade-1950-2050

Capitoul 1: INTRODUCERE

Dacă la sfârșitul anilor '90 [anonimizat] o necesitate. Sustenabilitatea este greu de definit și aproape imposibil de clasificat abordând o [anonimizat] “se referă la un sistem care își menține viabilitatea prin utilizarea tehnicilor care permit reutilizarea continuă”.[anonimizat] a fost introdus în 1987 de către o comisie a Națiunilor Unite și definea sustenabilitatea ca fiind „[anonimizat] a influența oportunitățile generațiilor viitoare”.

[anonimizat]. După cum putem observa în ultimii 40 de ani populația lumii este aproape de doua ori mai mare si e în continuă creștere. [anonimizat], animale, [anonimizat] o soluție pentru a [anonimizat]. În mai puțin de 50 [anonimizat] 50 %, rezultat ce va duce la pierdera ecosistemului acvatic și a speciilor codependete. ( Figura 1)

[anonimizat].

Acvapoia vine ca o soluție la o problema emergentă. Posibilitatea de a reduce suprafața destinată agriculturii în centrele urbane aducând în prim plan posibilitatea de coabitare. Nevoia de spații verzi primează în convergența întregului plan de dezvoltare a [anonimizat], [anonimizat], interioare-balcoane, sere.

Spațiile verzi interioare sunt alternative pentru generațiile actuale și cele viitoare, o posibilitate de contact direct chiar în imediata vecinătate. Beneficiile unui astfel de spațiu sunt nenumărate: [anonimizat], [anonimizat].

[anonimizat], deoarece reprezinta una dintre problemele majore cu care ne confruntam in prezent. Prin arhitectura putem influenta societatea in care traim si putem oferii solutii viabile atata timp cat suntem constienti ca si noi facem parte din acest ecosistem. Arhitectura ,,trebuie să fie în concordanță cu idealurile și modul de viață al oamenilor pentru care aceasta ființează.”

Capitoulul 2: SUSTENABILITATE

„[anonimizat]”- Ralph Bicknese

Etimologia cuvântului ne duce la latinul sustinere (a ține sub, a deține). Susținerea poate însemna „menținerea”, „sprijinul” sau „rezistența”.Acest fenomen a apărut ca o necesitate de menținere a echilibrului și pentru a anula efectele negative ale dezvoltării excesive.

Deși sustenabilitatea este considerată o [anonimizat] o [anonimizat]-a lungul istoriei.

Legătura milenară cu pământul și comuniunea omului cu natura au fost principii folosite încă din înaintea proceselor tehnologice în construcții, chiar de către civilizațiile antice. Folosindu-se de formele și proprietățile materialelor pentru a face adaptări relevante pentru simbioza dintre utilitate și necesitatea impusă de climatul fiecărei zone. Aceste lucruri le regăsim și în cărți precum : Vitruvius’ Ten Books on Architecture, sau textele lui Serilio și Paladio care au la bază principii similare.

Folosirea elementelor naturale pentru sistemul de ventilare, prin direcționarea fluxului de aer, avea posibilitatea de a menține temperaturi joase, astfel s-a creat primul frigider primitiv. De asemenea, în timpul antichității romane, energia geotermală era folosită pentru încălzirea băilor și a locuințelor.

Progresul tehnologic a adus numeroase beneficii în ceea ce privește dezvoltarea urbană și revoluționări în sfera locuințelor, însă direct proporțional a crescut și cantitatea de deșeuri, lucru care a fost facilitat de revoluția industrială, o dată cu producera materialelor de construcții accesibile.

Inginerii joacă un rol important în secolele XIX și începutul secolului XX, însă nu din puntul de vedere al sustenabilității proiectelor, sau cel puțin nu în sensul pe care îl atribuim acum acestui concept.

Ne lovim din ce în ce mai des de acest concept însă ce înseamnă pentru un arhitect contemporan un proiect sustenabil?

În primul rând considerăm că avem datoria morală de a proteja și păstra mediul înconjurător, sau chiar a-l reface și a nu lasă ca moștenire următoarei generații efecte care ar putea influența negativ. Pentru a putea face asta, trebuie să aprofundam subiectul și să respectăm partea incipientă a oricărui proiect, cercetarea și prelevarea tuturor informațiilor necesare, pornind chiar de la sit, de la comunitate. Reutilizarea materialelor, a materialelor reciclate, implementarea materialelor deja existente sau locale reprezintă totodată un mic pas în aceatsa direcție. Un prim pas spre viitor îl reprezintă întoarcerea spre esență, întoarcerea spre noi înșine, spre comunitatea și spre nevoia de interacțiune, o cultură regenerativa ca o oportunitate de cunoaștere și cercetare dezvoltată de viață în ansamblu, având un scop transcendent bazat pe durabilitatea și ecosisteme sănătoase. Anticiparea schimbărilor inevitabile pune în mișcare evoluția acestor sisteme regenerative, generând abundență biologică deoarece sustenabilitatea reprezintă un mijloc necesar, nu și suficient în consecința avem nevoie de culturi regenerative.

Bill Reed afirmă: „Sustenabilitatea este o progresie către o conștientizare funcțională că toate elementele sunt legate; că sistemele de comerț, construire, societate, geologie și natură sunt într-adevăr un sistem de relații integrate; că aceste sisteme sunt co-participanți la evoluția vieții”.

Conectarea domeniilor precum, ecologie, green design, arhitectură sustenabilă, arhitectură durabilă, inginerie ecologică, restaurare ecologică și altele asemenea, este posibilă printr-o disciplină integrativă de design ecologic. În această direcție, Ken Yeang, architect pionier în arhitectura ecologică oferă un set de principii fundamentale:

Abordarea ecologică a design-ului se referă la bio-integrarea mediului.

Formele și sistemele noastre construite trebuie să imite procesele, structura și funcțiile naturii, ca și în ecosistemele sale.

Procesul de proiectare pentru a imita ecosistemele este Ecomimesis. Aceasta este premisa fundamentală pentru proiectarea ecologică.

Există multe idei greșite despre ceea ce este designul ecologic. Acesta nu se bazează doar pe tehnologie.

Dacă clădirea noastră are o notă ridicată într-un sistem de rating verde, nu înseamnă că totul este bine.

Ecosistemele din biosferă sunt unități definite care conțin atât componente biotice cât și abiotice care acționează împreună ca un întreg.

Sustenabilitatea în mod esențial ar trebui, prin utilizarea materialelor, să aibă la bază o economie durabilă, ceea ce înseamnă că folosirea resurselor neregenerabile diminuate prin utilizare, implică doar creștere temporară la nivel economic, în schimb utilizarea resurselor regenrabile, oferă un echilibru și o utilizare înțeleaptă. Suntem responsabili de alegerea materialelor și rămâne la latitudinea noastră ca și arhitecți utilizarea eficientă a acestora și capacitatea de a produce un design cât mai puțin invaziv.

2.1. Conceptul de design ecologic

Conceptul de sustenabilitate este punctul de convergență în orice discuție despre mediul construit și capătă tot mai multă importanță odată cu creșterea accelerată a populației. Ideologiile precum ecologie sau design verde sunt în strânsă legătură cu acesta. O creștere masivă a populației nu poate fi suportată prin mijloace tradiționale, atâta timp cât pământul este un ecosistem închis, așadar este absolut necesară o schimbare. O schimbare atât la nivel economic cât și al cadrului socio-cultural, o tranziție de la materiale tradiționale la produse tehnologice inovative prin cerectarea durabilității, „o paradigmă de cunostiințe și servicii emergente.”

Când vine vorba de „design ecologic” acesta este, după cum afirma Scott în 1999 : „Crearea și gestionarea responsabilă a unui mediu construit sănătos, bazat pe utilizarea eficientă a resurselor și pe principii ecologice”, scopul fiind cel de îmbunătățire a calității vieții.

Principiile ecologice care stau la baza acestui concept sunt:

utilizarea resurselor materiale existente;

menținerea unui mediu curat și sănătos atât în ceea ce privesc modificările topografice, cât și gradul de poluare al aerului, apei și solului;

reducerea energiei încorporate în clădiri;

măsuri privind diminuarea pierderilor de căldură;

un raport optim între suprafața utilă și volumul clădirii;

izolarea termică a elementelor ale unei clădiri (pereți exteriori, podele, acoperișuri) și asigurarea unei inerții termice adecvate;

crearea spațiilor izolate între medii cu temperaturi diferite (spații tampon în mansarde, subsoluri, scări etc.);

orientarea spațiilor interioare în raport cu puncte cardinale;

utilizarea surselor regenerabile de energie (energia solară, energie geotermală);

optimizarea ventilației naturale.

Așadar, oricare ar fi modalitatea prin care definim „eco-designul”, el reprezintă orice formă de design menită să minimalizeze impactul ecologic distructiv prin integrarea și emularea ecosistemelor naturale.

Reciclarea, prevenirea poluării și folosirea minimă a materialelor dăunătoare mediului sunt aspectele primordiale în contextul sustenabilității designului de interior

2.2. Conceptul de design sustenabil

Pentru a putea evalua designul sustenabil există multe instrumente menite să provoace arhitecții și designerii pentru implementarea elementelor ce deservesc mediul înconjurător, precum: SBTool (International), BREEAM (Anglia), LEED (SUA), Promise (Finlanda), EcoProfile (Norvegia), Green Star (Australia), Green Mark of Buildings (Singapore), CASBEE (Japonia). Dintre cele enumerate cele mai utilizate sunt BREEM și LEED.

2.2.1. BREEM: (Building Research Establishment Environmental Assessment Method)

Această metodă a luat ființă în 1990, având că scop încurajarea performanței și inovarea prin cerințe științifice care depășesc practicile actuale, și totodată pentru a stimula comunitățile privind aspriațiile de durabilitate și, nu în ultimul rând, oferă beneficii pe baza unei certificări.

Până în acest moment s-au emis 564.524 de astfel de certificate având înregistrate 2.272.744 de clădiri în 77 de țări evaluate după cele 10 criterii specifice:

2.2.2. LEED (Leadership in Energy and Environmental Design)

Reprezintă un sistem dezvoltat de către organizația non profit US Green Building Council (USGBC) din 1993, cu scopul de a ajuta proiectarea și întreținerea mediului printr-un sistem de rating , utilizarea resurselor într-o manieră eficientă.

Pe parcursul timpului această organizație a evoluat de la 6 voluntari la 119.924, implicarea volunatrilor este unul dintre obiectivele proiectului propus pentru diplomă. Standardele LEED sunt aplicate la aproximativ 83.452 de proiecte în întreaga lume, aproximativ 13.8 miliarde de mp.Această evaluare are ca principale criterii :

– dezvoltarea sustenabilă a sitului

– apa

– eficiența energetică

– selecția materialelor

– calitatea mediului interior

– inovație și design.

Figură 2-Nivele de certificate în funcție de punctajul obținut

Atunci când scopul este de a crea medii durabile trebuie luate în considerare aceste criterii pentru o perspectivă de ansamblu.

2.3. Abodări ale designului ecologic în arhitectură

Designul sustenabil este definit de către Kang și Guerin sub forma a 3 dimensiuni: impactul la nivel global, calitatea mediului interior și materialele folosite.

Impactul asupra mediului la nivel global poate fi examinat prin LCA a fiecărui material pe parcursul întregului sau ciclu; de la materie primă până la dezintegrare sau reciclare urmând criterii precum: resurse, schimbări topografice, deșeuri și reciclare, poulare, consum energetic sau de ordin biologic.

Arhitectura de interior are un rol important în acest sector și indubitabil oferă contribuție și inovație în designul ecologic. Acesta se poate aplica atât pentru îmbunătățirea arhitecturii existente cât și ca punct de pornire în proiectare. În consecință, arhitectura de interior împreună cu designul interior, controlează și direcționează majoritatea parametrilor spre un eco-design, o arhitectură ecologică și, nu în ultimul rând, spre sustenabilitate.

Pentru a obține o calitate a mediului interior ridicată, luăm în considerare mai mulți factori, precum lumina, căldura, ventilația. Toate acestea necesită un consum mare de energie dacă nu le realizăm în mod natural și trebuie luate în considerare încă din fazele incipietente ale proiectului.

2.3.1. Iluminare

Lumina reprezintă o necesitate primordială în proiectele de arhitectură și de aceea este necesar ca lumina naturală să pătrundă facil la interior. Dacă luăm în considerare momentele zilei și poziția soarelui putem controla cantitatea de lumină și minimizăm consumul de energie electrică. Principalul scop în designul ecologic este reducerea consumului, iar poziționarea gemurilor și adâncimea camerelor este un alt factor care favorizeaza iluminarea naturală. Distanta de patrundere a acesteia este direct proporțional cu înălțimea limitei superioare a geamului, aproximativ de 2,5 ori mai mare, în general 4,6m. Funcțiunea determină și cantitatea de lumină necesară, așadar sursele exterioare de lumină sunt necesare. Acestea, însă, trebuie să aibă un impact redus asupra mediului și putem implementa o maineră controlată prin timmer sau senzori de mișcare și prin introducerea ledurilor care, totodată, pot controla și termperatura culorii. Numeroase studii au la bază aspectele benefice ale luminii naturale în privința calității vieții și nu în ultimul rând stimularea productivității. Lumina zilei în contextul sustenabilității o clasifică Yaldiz și Magdi în 3 categorii :

– sustenabilitatea resurselor (folosirea luminii naturale)

– sustenabilitatea economică

– sustenabilitate umană (la nivel psihologic ăi sănătate fizică)

2.3.2 Încălzire, ventilare și aer condiționat

Un alt parametru important în consumul de enrgie sunt încălzirea, ventilarea și aerul condiționat, așadar este important ca acestea să fie făcute cât mai natural.

Ventilarea naturală pornește de la amplasarea clădirii pe sit, de luarea în considerare a direcției vântului, a topografiei și a vegetației existente. Deschiderile și pozitionările lor formează un sistem de ventilare prin evacuarea aerului cald și intrarea aerului proaspăt. Putem îmbunătăți acest proces prin guri de ventilare, goluri de scară, coșuri de fum, sau conducte centralizate. Efectul vegetației pe timpul verii este un factor care nu trebuie ignoart. Ventilarea naturală este de fapt un circuit și, spre deosebire de ventilarea artificială, nu reduce umiditatea aerului rece.

Încălzirea, respectiv răcirea clădirilor, reprezintă o mare parte din consumul de energie total necesar unuei clădiri. Funcțiunile influențează consumul iar în cele mai multe cazuri echipamentul folosit afectează nivelul temperaturii, lucruri ce trebuie sa le avem în vedere în faza incipientă a proiectului.

Pentru a preveni schimbul de căldură involuntar între exterior și interior, o bună izolare a pereților și a planșeelor este absolut necesară, reducând costurile și energia folosită pentru încălzirea sau răcirea spațiului interior. Tâmplăria, coeficientul de umbrire, procentul de radiație solară, cât și cantitatea de căldură care penetrează golurile, influențează indicele confortului termic care satisface cerințele pentru fiecare spațiu în parte.

Integrarea energiilor regenerabile aduce un plus de valoare oricărui tip de construcție. Dintre acestea amintim :

energie regenerabilă

pompe de căldură geotermală

panouri fotovoltaice

panouri solare termice

biomasă

mori de vânt

sisteme de ventilație cu recuperare de căldură

cogenerare de căldură și energie

2.4. Finisaje și materiale folosite în eco design

Când vine vorba de selectarea materialelor, cel mai important pas este conștientizarea caracteristicilor necesare. De exemplu: interior, exterior, steril nesteril, pe o perioadă scurtă, pe o perioadă lungă, durata de viață, utilizarea temporară sau permanentă, pentru a putea ultiza materialele la potențial maxim.

Alegerea materialelor de construcții este foarte importantă. Când analizăm din punct de vedere energetic un material trebuie să luăm în considerare și energia necesară pentru a produce materialul. Materialele compozite au o valoare mai mare decât cele naturale și trebuie sa le selectăm în funcție de potențialul de reciclare. Ca materie primă, în compoziția materialelor de construcții, sunt elemente de proveniență minerală: pietriș, marmură, calcar, gips, nisp; de proveniență vegetală: lemn; produse metalurgice sau chimice. Acestea se clasifică în funcție de destinație în: material de zidărie, agregate, lianți material cu rol izolator: fono, termo, hidro și material de finisare.

2.4.1. Lemn, lut, beton, sticlă, metal

Materialele de bază cel mai răspândite și utilizate în construcții trebuie conștient selectate având în vedere avantajele și dezavantajele utilizării lor atât din punct de vedere al materialului cât și punerea sa în operă.

LEMN: Copacii extrag dioxidul de carbon și îl convertesc în oxigen. După tăiere aceștia încă absorb dixidul de carbon și încetează să mai facă asta doar când sunt arși. Ei reprezintă materia primă și sunt o componentă regenerabilă, reciclabilă și, nu în ultimul rând, ușor de refolosit. Folosit responsabil, durata de viață în construcții este mai lungă decât timpul necesar pentru creșterea unui nou copac, însă cel mai eco-friendly mod de a-l folosi este reutilizarea sau reciclarea lui.

Principlele dezavantaje în folosirea lemnului natural le constituie defrișarea ilegală și masivă, precum și deformarea acestuia datorată încărcărilor sau elementelor de mediu.

LUT: Rocă sedimentară, galbenă sau cafenie, formată din amestec de argilă și nisip fin, friabilă în stare uscată și plastică în stare umedă care se folosește de secole în construcții și reprezintă un material non-toxic, 100 % reciclabil, inepuizabil făcându-l extrem de ecologic.

Prezintă calități termice excelente, durabil, maleabil și poate fi găsit chiar pe sit excluzând costurile transportului și minimalizând poluarea o dată cu acesta. Ca dezavantaje, putem menționa grosimea mare a pereților și necesitatea unei fundații.

Cărămida nearsă este folosită în zilele noastre și produsă în masă în fabrici reducând costurile prin uscarea naturală, un bun izolator fonic, proprietăți termice ridicate și este higroscopică.

Cărămizile arse au fost inventate în 3500 iHr și au devenit cea mai comună formă de zidărie. Chiar dacă sunt din materiale naturale, au o energie interioară mare datorită energiei folosite pentru ardere. Cea mai ecologică modalitate de folosire a lor este reutilizarea. Metode mai puțin utilizate, însă eficiente din punct de vedere ecologic sunt: construcțiile care folosesc baloți de paie prin tehnica originală „Nebraska” în zilele noastre pot fi finisate cu ciment, clei sau var, sau materiale moderne precum policarbonat sau oțel; cânepa devine tot mai importantă în construcțiile sustenabile deoarece este un materialel regenrabil , care poate fi crescut natural și îmbunătățește calitățile solului. Oferă izolare atât termică cât și acustică, pereții interiori pot fi lăsați netratați, însă cei exteriori necesită finisaje. Are o rezistență mare la rozătoare și insecte, este durabilă, este luată în considerare ca viitor compozit pentru beton, deoarece lasă clădirile să respire.

BETON: Amestec de pietriș, nisip, ciment (sau asfalt, var hidraulic etc.) și apă, care se transformă prin uscare într-o masă foarte rezistentă și se folosește în construcții. Este răspunzător pentru producerea a 8 % dioxid de carbon la nivel global.

Industria betonieră lucrează să îmbunătățească credențialele sale ecologice deorece consumul de energie pentru producție este mare și nu este regenerabil.

STICLĂ: În ceea ce privește sticla, aceasta permite luminii naturale să pătrundă în interior, și poate oferi confort termic dacă golurile sunt poziționate corect și oferă modalități de ventilare naturală.

Cea mai bună opțiune este sticla dublu sau triplu stratificată cu emisivitate scăzută și argon, datorită schimbului minim de temepratură dintre straturile sticlei. Un factor important îl reprezintă și stratul reflexiv sau semi reflexiv pe suprafața exterioară a geamului pentru că împiedică razele solare directe. De preferat este sa folosim rame de lemn în defavoare celor de aluminiu sau PVC.

METAL: Numeroase metale sunt folosite în construcții deoarece au o greutate mică, sunt puternice și durabile. Acestea pot conține până la 95% materie reciclată și sunt reciclabile. Cu toate acestea, energia folosită pentru obținere este mare și se folosesc materiale neregenerabile pentru producție.

Din punct de vedere ecologic preferăm prefabricatele deoarece se pierde mai puțină energie pentru transport, părțile componente pot fi refolosite și se înregistrează mai puține pierderi materiale. În realitate, în toate construcțiile sunt aplicate materiale prefabricate sub o formă sau alta, chiar dacă nu este cea mai ecologică modalitate. Producerea în masă a elementelor diminuează costurile totale și facilitează proiectarea.

Pardoseala, pereții și suprafața tavanului sunt elementele principale de lucru în designul spațiilor interioare. Eco designul și green designul se obțin prin lucrarea cu acestea.

2.4.2. Finisarea elementelor plane: pardoseală, pereți, acoperiș

Pardoseala „îmbrăcăminte dintr-unul sau mai multe straturi de material, așezată pe planșeul unei încăperi, pe suprafața unei curți, pe o suprafață pe care se circulă etc., în scop de protective sau decorativ”.

2.4.2.1. Pardoseli

pardoseală de lemn

Pardoselile naturale din lemn trebuie salvate atât timp cât este posibil, acestea au o viață de până la 4 decenii și reprezintă cea mai ecologică modalitate de finisare atât timp cât lemnul provine dintr-o pădure certificată sau este din bambus. Straturile de protecție pot fi la rândul lor din uleiuri vegetale sau ceară naturală care nu conțin conservanți sau biocide.

covoare din fibre natural

Din ce în ce mai des regăsim covoare din material natural precum: cânepă, iută, hârtie, fibră din coajă exterioară a nucului de cocos sau iarbă de mare, fiecare oferind texturi și imagini diferite, pot fi inclusiv tratate cu coloranți naturali. În ceea ce privește manufacturarea, pentru a putea fi considerat material ecologic, este important dacă modalitatea de producție este una etică. Un dezavantaj este durata scurtă de viață, între 5 și 7 ani.

beton șlefuit

Încă din anii ’90 această metodă a fost intens folosită și continuă să fie de actualitate. Pardoseli din beton șlefuit se pot obține doar prin șlefuirea stratului deja existent. În cazurile de renovare este de preferat un astfel de procedeu.Regăsim această metoda de finisare și in proiectul de diplomă.

cauciuc

Material regenerabil care inițial era din seva de copac de cauciuc ( Hevea Brasiliensis). Acum, atât pardoselile din cauciuc reciclat, cât și cele noi, dispun de o diversitate coloristică și oferă avantaj prin modalitatea de fixare, având posibilitatea de a fi turnat direct pe suprafață și totodată fiind non-toxic, absorbant sonor și extrem de durabil. Ca dezavantaj amintim faptul că nu este biodegradabil.

piatră

Pardoselile din piatră incluzând ardezia, calcarul, granitul sau marmura sunt durabile și ecologice, fiind o opțiune ecologică cu atât mai mult dacă sunt produse la nivel local. O resursă naturală abundentă, ușor de întreținut, neregenrabilă însă cu o masă mare.

linoleum

Fabricat din ulei de in (linoxin) solidificat, rășini, praf de plută sau pământ, făină de lemn și pigmenți. Este durabil, cu o mare toleranță la zgârieturi și ușor de întreținut. Deoarece este impermeabil, este un material ideal pentru suprafețele care au contact cu apa, fiind o soluție pentru persoanele alergice, deoarece este rezistent la alergeni și bacterii, polen sau praf. Este reciclabil și biodegradabil, însă foarte imflamabil.

gresie

Reciclabilă, ușor de întreținut, impermeabilă și durabilă. Cea mai bună opțiune din punct de vedere ecologic este reutilizarea lor sau optarea pentru cele cu o compoziție de sticlă reciclată 100%.

plută

Acest material natural, produs din coajă de copac de plută (Quercus suber), se reface total într-o perioadă de 9-10 ani. Din această cauză, acesta poate avea variațiuni de culoare sau texturi. Regenerabil, refolosibil și biodegradabil, oferă o izolație fonică și termică, conține o substanță (suberin) care îl face rezitent la bacterii, fiind o opțiune favorabilă pentru cei ce suferă de alergii și fiind o variantă accesibilă în ceea ce privește prețul.

2.4.2.2. Pereți

Cu siguranță, când vorbim despre green-design, în prim plan accentul cade pe suprafețe înierbate. Aceste tipuri de perete sunt regăsite în proiectul de diplomă în partea de hotel cât și în restaurant.

Putem vorbi despre 4 tipuri diferite de astfel de pereți:

TIPUL 1:

Considerat și cel mai versatil sistem de perete verde interior, folosește recipiente standard care se pot schimba în funcție de anotimp sau ocazie. Acest tip de sistem se poate instala pe orice fel de suprafață interioară. Din punct de vedere al pierderii de apă, este 100 % eficient, acesta nu permite umezirea suprafeței exterioare, fiind singurul cu această capacitate. Datorită utilizării elementelor standard este foarte ușor de manipulat și foarte ușor de înlocuit.

Principalele componente ale sistemului sunt :

Tăvile:

sunt rezistente la apă, se pot monta pe orice dimensiune de perete, momentan este un brevet de polipropilenă reciclată, în așteptare

Suport:

suportul impermeabil pe întreaga suprafață posterioară a peretelui

Plante:

acestea nu necesită o relocare ci doar sunt asamblate în sistem făcând înlocuirea lor foarte lejeră

Sistem de irigare de la distanță:

aceste sisteme verticale de irigare, controlate coputerizat 24/7 fac posibilă eficiența 100% în ceea ce privește consumul de apă

Rezervoare de recirculare:

pot fi stocate sub sistem sau adiacent și pot funcționa manual, atunci când este disponibilă o sursă de apă.

TIPUL 2:

Acest tip de sistem implică o structură auxiliară din oțel inoxidabil și are același principiu de funcționare că și vița de vie. Structura împiedică rădăcinile plantelor să ajungă la clădirea propriu zisă și astfel aceasta rămâne intactă, fără urme sau infiltrări ale rădăcinilor. Containerele standard au ca proporții 3 L x 5 H, dar pot fi personalizate în funcție de necesitatea impusă de design.

Principalele componenete:

Containere:

acestea sunt izolate pentru a nu permite înghețul plantelor iarna

Scheletul :

susține aceste containere și poate fi montat direct pe perete sau se poate lăsa o distanță suficientă pentru a putea avea acces o persoană pentru menținere

Sistem de irigare / fertilizare:

acest lucru se poate face de la distanță, computerizat cu un sistem vertical de irigare prin picurare, sensibil la temperatură, datorită unor senzori, deoarece apa este folosită doar când este necesar.

TIPUL 3:

Acest tip de sistem este exclusiv pentru interior, în special în zonele cu trafic intens precum zone de recepție, holuri, zone de trecere. Modul de implementare este relativ simplu și nu necesită mult timp, este cu siguranță eco-friendly și durabil.

Această este un design complet integrat și îl putem amplasa oriunde deoarece nu necesită alimentare externă cu apă. Are integrat un rezervor de irigare și pompă , la baza dispozitivului și se poate reumple manual. Acest sistem nu impune un anumit tip de plante, lăsând totul la latitudinea designerului.

TIPUL 4:

Acest tip de sistem este cel mai durabil și răspândit deoarece se poate folosi pe orice suprafață exterioară și nu este influențat de climă, fiind rezistent la vânturi puternice sau precipitații.

Componente :

Structura:

aceasta este fixată de un perete existent care poate fi din lemn, metal, beton și se poate înlocui sau desființa foarte ușor

Panouri:

panourile standrad sunt de 1m X 1m, din oțel inoxidabil, dar se pot personaliza în funcție de nevoi

Plantele

sunt crescute direct în aceste panouri pe un material de creștere ce nu erodează și asigură necesarul de substanțe plantelor. Sunt crescute aproximativ 7 luni la sol iar apoi, după ce radacina este puternică, sunt poziționate vertical în structură.

Sistemul de irigare este același cu cele prezentate anterior.

2.4.2.3. Acoperișuri

ACOPERIȘURI ÎNIERBATE

Din considerente ecologice aceste acoperișuri verzi sunt cu un pas înaintea oricărui alt tip de finisaj folosit pentru acoperișuri. Înlocuiesc vegetația acoperită sau distrusă de clădire, încurajează biodiversitatea și oferă o bună izolare atât fonică cât și termică. Cele mai folosite astfel de acoperișuri au în compoziție straturile impermeabile acoperite de pământ sau pietriș pentru a oferi baza necesară stratului verde. Un astfel de acoperiș protejează de schimbări exterme de climă, lumina UV, deteriorări mecanice, atât timp cât unghiul nu depășește 40 de grade. Grosimea substratului trebuie să fie mai mare de 30 de cm pentru a susține diferite tipuri de vegetație precum: arbuști, arbori, peluze sau plantări erbacee. Pentru a putea fi definite ca strat de protecție ecologic, acesta trebuie să aibă grosime de 5-15 cm și de cele mai multe ori sunt combinate cu panouri fotovoltaice. În afară de straturile necesare trebuie ținut cont și de climă, regimul de precipitații, orientarea și nu în ultimul rând, accesul pe acoperiș pentru menținere.Acoperișul înierbat este un punct generator al conceptului in proiectul personal de diplomă.

În concluzie, utilizarea conceptelor ecologice în proiectare, atât în arhitectură cât și în designul interior, conturează conceptul de sustenabilitate.

Figură 14 Integrarea serelor in complexele de locuinte, Malmo, Suedia , Sursa:arhiva personala

Capitoul 3: INTEGRAREA SPAȚIILOR VERZI

În perioada premodernă așezările omenești erau integrate, erau într-o androginie cu natura, lucru care odată cu epoca modernă, prin creșterea numărului orașelor, se schimbă. Modernismul și urbanismul în expansiune, impun un nou stil de viață, orașele grădină fiind înlocuite.

Migrațiile din zonele rurale, în zonele urbane, sunt datorate în primul rând industriei moderne de la sfârșitul secolului XVIII. Interdependența între arhitectură și urbanism pune în prim plan imaginea unui oraș durabil și ecologic, însă dominanța clădirilor, raportată la mediul natural nu poate fi contestată. Criza ecologică din domeniul construcțiilor din ultimul secol, pune accentul pe ideea de tot unitar, de integrare a domeniilor conexe: peisagiști, arhitecți, designeri, urbaniști, permacultori. Echilibrul este menținut de urbansimul ecologic raportat la arhitectura ecologică. Implementarea ecosistemelor în orașele contemporane este un proces organic. Legătura milenară cu natura, evidențiază nevoia de contact cu aceasta pentru a putea fi stimulați emoțional, cognitiv și social. Relațiile cu mediul exterior ne fac parte din ecosistem și avem datoria de a păstra funcționarea sănătoasă a acestuia, mai ales atunci când suntem în postura de coordonatori.

Ecologia urbană este folosită pentru a descrie relțiile dintre oameni și orașe, natură și orașe și dintre oameni și natură. Ecologia urbană este studiul co-evoluției sistemelor uman-ecologice. Acest domeniu interdisciplinar, în curs de dezvoltare, urmărește coexistența proceselor umane și ecologice în sisteme dominate de om, prin implementarea conceptului de durabilitate.

Integrarea spațiilor verzi în clădirile deja existente este, în multe orașe, singura soluție de a păstra sau de a introduce mediul natural. Acest lucru se poate realiza prin integrarea serelor, aplicarea vegetației pe orizontală, pe suprafață exterioară prin acoperișuri înierbate sau sisteme verticale. Trebuie avut în vedere tipul de suport și selecția plantelor pentru a evita daunele asupra clădirii.

Grădinile suspendate ale Babilonului, una dintre cele 7 minuni ale lumii antice, oferă imboldul necesar tinerei generații în implementarea unor soluții de reînverzire a orașelor.

După cum afirma și Jean Nouvel „uneori folosim sisteme speciale pentru pereții vegetali, pentru integrarea vegetației în clădiri, însă pentru mine vegetația este un material architectural”, iar peisajul și integrarea acestuia în clădire fac parte din concept.

Spațiile verzi sunt integrate în construcțiile moderne astfel încât să se plieze pe funcțiunile implementate și pe necesitățile consumatorilor. Aceste spații intensifică aprecierea față de designul ecologic și sunt folosite mai ales în scop psihologic. Indiferent că sunt implementate în zonele de circulație, în sălile de ședințe, în lobby sau zone de loazir, conform cercetătorilor, acestea reduc nivelul de stres și cresc productivitatea.

Serele sau grădinile interioare sunt o soluție optimă pentru introducerea spațiului verde, având posibilitatea inclusiv de producție. Numerose restaurante apelează la acestea pentru a avea în permanență acces la vegetale proaspete, aducând un plus restaurantelor de tip „bio”.

Capitoul 4: SERE

Sera, sau casa de sticlă cum mai este numită, este o structura realizată atât din pereți cât și un acoperiș în principiu din materiale care permit penetrarea luminii având că scop creșterea și cultivarea plantelor în condiții climatice specifice.

O definiție mai științifică este „o structură acoperită care protejează plantele de condițiile climatice și bolile externe extinse, creează micromediul optim de creștere și oferă o soluție flexibilă pentru o cultivare durabilă și eficientă pe tot parcursul anului”.

Agricultura trece printr-o perioadă de tranziție datorată prezenței tehnologiei, a procesării datelor și a noului model de producție. Culturile din serele clasice s-au schimbat în ferme de tip high tech care optimizează producția plantelor și elimină aproape total muncă fizică. O seră modernă lucrează ca un sistem.

Aceste sisteme folosesc lumina naturală sau artificială astfel încât să aibă condițiile favorabile pentru dezvoltare atât a culturilor horticole cât și a programelor de cercetare. Unul dintre avantajele principale îl constituie creșterea randamentului culturilor datorită predictibilității și a costurilor reduse de producție.

Totodată trebuie avute în vedere, pentru atingerea obiectivelor: cultura, sistemul și aspectele tehnice ale automatizării.

Prin controlul automatizat, introducerea unor algoritmi cu capacitate de decizie bazat pe inteligență artificială, se relizeazază preluarea informațiilor și interpretarea acestora .

Condițiile externe dăunătoare pot fi eliminate prin trecerea de la serele convenționale la cele controlate automat, acestea fiind noua tendință în cercetarea din domeniu, având că obiectiv eficientizarea, prin obținerea unor fructe/legume de înaltă calitate cu investiție minimă.

În opinia lui Ting, profesor și cercetător, pentru crearea și dezvoltarea unui sistem CEA viabil și eficient, întâmpinăm 3 mari provocări : utilizarea maximă a resurselor naturale, managementul energiei și reducerea impactului asupra mediului.

Dea lungul timpului au fost făcute numeroase cercetări în domeniu luând fiecare factor separat: automatizare, cultură, mediu, iar mai apoi combinații ale acestora.

În concluzie, pentru o îmbunătățire e necesar un sistem cu capacitate de decizie pentru a elimina riscurile pe termen lung privind legătură parametriilor climatici și răspunsul acestora la cultură în desfășurare.

Considerații privind viabilitatea

Pentru a putea produce culturi pe tot parcursul anului trebuie să luăm în considerare câțiva factori precum: structura, situl, topografia, condițiile climatice, solul, sistemele de control al climei interioare, lumina, radiațiile solare, vântul, electricitatea, accesibilitatea și nu în ultimul rând, forța de muncă. Pentru o eficientă maximă nu trebuie disconsiderate nici mediul economic și cel social.

Designul, forma, dimensiunea volumului, structura, densitatea plantelor, straturile, materialul de structură, orientarea geografică și sitemul de control al microclimatului determină parametri de mediu interior al serelor.

În regiunile cu radiații solare și temperaturi ridicate este foarte important raportul dintre zonele deschiderilor de ventilație, volumul interior raportat la suprafață sau distanță de la gurile de intrare și cele de ieșire a aerului.

Un studiu amănunțit în această direcție a fost făcut de Kacira  și cum influențează materialele folosite.

4.2. Materiale

Într-un spațiu de producție, unde trebuie calculate atent elementele necesare și monitorizarea lor, materialitatea elementelor constituie pilonul sistemului. Diferitele forme ale structurilor care pot îngrădi în totalitate sau doar parțial zona cultivată influnețează prin tipul de material folosit. Cele mai folosite materiale pentru părțile transpartente sunt panourile de sticlă de 2-3 mm, folii de polietilenă de 0,1 – 0,2 mm și cele UV.

Într-o seră acoperită cu sticlă rata fluxului de aer trebuie să fie de 0,04-0,005 m3/s raportat la 1m2 pentru a crește căldura cu până la 4° C.

Un rol important îl joacă alegerea tipului de material pentru seră și depinde de cultura care urmează să fie cultivată și de condițiile climatice exterioare.

Lumina

Un studiu mai amănunțit privind efectele acoperirii serelor și componenta radiațiilor solare din interiorul serei, detaliind proprietățile mecanice și evaluările de calitate ale acestora a fost făcut de , Baille López și colegii săi , subiect abordat și de Pollet  care dezbate condensarea, transmiterea radiației și difuzia în funcție de material în spațiul interior.

Efectele de umbrire pot proteja plantele prin diminuarea cantității de radiații, colarea și restrictionează temperatura interioară.

Pe parcursul zilei lumina intră prin suprafețele translucide care îi permit să ajungă până la plante. Majoritatea serelor sunt echipate și cu lumini specializate de creștere (majoritatea LED folosite din 1980) pentru o luminare continuă și sporire a procesului de creștere. Factorii cei mai importanți privind lumina sunt: densitatea plantelor, panourile de umbrire și lumina artificială. Pentru o bună funcționare trebuie găsită combinația optimă între tempertaura aerului și umiditatea lui. Lumina naturală poate fi controlată prin panouri de umbrire iar cea artificială poate varia în funcție  de becuri astfel:

4.2. Ventilație

Ventilația este cea mai importantă componentă din ansamblul de factori care duc la buna funcționare a unei sere. Dacă nu există o ventilație adecvată, plantele au de suferit. Principalele scopuri ale ventilației sunt reglarea temperaturii, umidității și a presiunii de vapori la nivelul optim și pentru asigurarea mișcării aerului și, astfel, a prevenirii acumulării de agenți patogeni din plante.

Viteză înlocuirii aerului este direct proporțională cu volumul serei. Volumul de aer din seră trebuie schimbat în totalitate în decurs de 1 minut. Dispunerea ventilatoarelor nu trebuie să depășească 7,6 m între ele.

Ventilare cu emitere de vapori nu este recomandată datorită creșterii mari de umiditate.

Pentru a putea proiecta o seră cu ventilație naturală trebuie să luăm în considerare următoarele formule:

Prima, pentru calcularea Ariei gurilor de intrare, respectiv ieșire a aerului și cea de-a doua, pentru stabilirea necesarului de ventilare, astfel încât pierderile de căldură și căldura acumulată să fie în echilibru și să nu fie nevoie suplimentarea cu surse exterioare de căldură.

Ai = aria gurii de intrare (m2)

Ao = aria gurii de iesire (m2)

G =  greutatea (9,76 m/s2)

H = diferența de înălțime între gura de intrare și cea de ieșire (m)

Hp = căldura furnizată (w)

Ti = temperatura absolută în seră K = (°C + 273)

ρ = densitatea aerului în seră 1,175 la 25 °C, kg / m3

S = căldura specifică  J / (kg °C)

V = viteza de ventilație, m3 / s

W = pierdere de căldură pe suprafata vitrată  W / °C

U = conductibilitatea tuturor materialelor componente W / (m2 · K)

A = aria structurii  m2

C = transferul de căldură (perete/acoperiș), m

P = perimetrul structurii, m

F = factorul de pierdere a căldurii perimetral determinat experimental, valorile lui F pentru o podea izolată și neîncălzită a plăcii variază între 1,4 și 1,6 (în funcție de cât de scăzută este temperatura), W / (m K);

Cp = căldura specifică a aerului umed, J / (kg · K)

V = debitul volumetric de aer, m3 / s  ti = temperatura interioară, °C  To=temperatura exterioară, °C.

Figură 22 Imagine în revista LIFE 1909 de către A.B.Walker “arătând un zgârie-nori re-conceptualizat ca o serie de case convenționale stivuite pe un cadru deschis zgârie-nori.”

Sursa: https://porousearth.wordpress.com/2012/09/29/precedent-research-mash-up-illustration-first-iteration/

Capitoul 5: AGRICULTURA URBANĂ

(PERMACULTURA)

Creșterea accelerată a populației mondiale aduce schimbări în sistemul de producție al alimentelor. Inovațiile din domeniu în ultimele 3 decenii împreună cu tehnologia avansată au introdus pe piață noi tehnici de cultivare și nu în ultimul rând punem accent pe sustenabilitate. Chiar dacă agricultura tradițională și cea urbană par diferite, rădăcinile sunt commune. În ultimii 8 ani, acest tip de agricultură urbană a primit o atenție sporită atât din partea populației cât și a cercetătorilor, inginerilor și arhitecților. Numeroase sisteme au la baza acest concept precum: ferme verticale, integrarea fermelor în clădiri sau „ferme Z” (ZeroAcreageFarming) . Acest tip nou de agricultură deja este prezent în toate marile centre urbane și stârnește tot mai mult interes datorită asigurării necesarului de hrană fără a dauna mediului înconjurător și dispune de un mijloc accesibil chiar în centrul orașului prin 3 soluții: fabrici de plante, ferme verticale, sere pe clădirile deja existente.

5.1. Ferme verticale și sere pe clădiri existente

Conceptul de ferme verticale nu este unul nou, ca și în opinia lui Kaplan aceste sisteme cunoscute cu mult timp în urmă au fost aduse din nou în prim plan datorită tehnologiei avansate. Una dintre primele schițe publicate în 1909 în revista LIFE despre grădini supraetajate a fost descoperită și de Rem Koolhas și abordată în cartea sa, Delirious New York.

În anul 1915 geologistul American Gilbert Ellis Bailey folosește conceptul de clădire etajată pentru culturi interioare. Tot el e e cel care introduce termenul de fermă verticală în cartea sa Vertical Farming concept folosit foarte des atât de designeri cât și de arhitecți, mai ales la sfârșitul secolului XX. In perioada 1970-1980 arhitectul Ken Yeang pune cap la cap primul astfel de proiect de arhitectură Zgârie-nori Bioclimatice (Menara Mesiniaga), care ajunge să fie construit abia în 1992.

John Todd și Nancy Jack Todd, în 1993 au pus în scris teoria fermelor verticale în cartea „From Eco-Cities to Living Machines” iar pe baza acestei cărți Dickson Despommier (profesor de microbiologie la Universitatea Columbia) susține că o fermă de 30 de etaje așezată pe o clădire în mediul urban poate susține cu hrană 50.000 de oameni implementând idea de hidroponie și întreg sistemul se poate baza pe surse de energie reciclabilă. Cu toate acestea, nu există dovezi clare de asemenea clădiri decât începând cu anul 2010 când au apărut simultan în Japonia, Coreea, Singapore și SUA. În teorie, Feremele vertical sunt „tehnică care include producția de alimente la scară largă în zgârie-nori, care face posibilă o creștere rapidă și o producție planificată prin gestionarea soluției de nutrienți a culturii și a contextului de creștere conform metodelor de hidroponie.” Acestea variază în funcție de locație și de climă iar părerile sunt împărțite privind viabilitatea lor în inserarea în clădiri deja existente și reabilitate sau construirea de la 0.

Source: adapted from http://www.aprilli.com/urban-skyfarm/.

Figure 9 Conceptual design of the urban sky-farm, a vertical farm design proposal for a site located in downtown Seoul

(the winner of the green dot design award 2013)

O alternativă pentru fermele urbane sunt și serele de pe acoperișurile clădirilor și integrarea acestora în conceptul lor. Avantajele unui astfel de sistem a fost studiat de către Pons și Sanye-Mengual și au fost clasificate în funcție de parametrii precum: avantaje la nivel global (efecte asupra climei) avantaje la nivel local (înverzirea zonei urbane), integrare și adapatare la clădire și nu în ultimul rând beneficiile la nivelul producției.

Din seria avantajelor amintim faptul că nu necesită sol, nici tratamente chimice, sunt la îndemână și nu necesită transport astfel se reduce CO2, producție pe tot parcursul anului, nu necesită atât de multă apă ca și o fermă de tip tradițional și se bazează pe resurse provenite din reciclare. Din punct de vedere economic se reduc costurile la energie, prețul mâncării scade, iar treneul rămâne liber pentru investitori. Trebuie să menționăm și oportunitățile de locuri de muncă pentru ingineri, biochimiști, biotehnicieni, constructori, arhitecți și, nu în ultimul rând, cercetători. Din punct de vedere psihologic, comunitatea poate converge spre o zona educativă, de loazir sau chiar socializare, toate printr-un mod de de viață și alimentație sănătoasă.

Concluzie:

Urbanizarea și trancenderea spre locuințe colective etajate necesită o redefinire a a agriculturii și a spațiului destinat acesteia precum și studiile în domeniu care arată că în ultimii 15 ani totul se îndreaptă spre integrarea acestora tot mai mult în sfera tehnologiei, așadar prin mediul agricol controlat, preluăm locul serelor tradiționale prin adevărate fabrici de plante și agricultură urbană.

A-

(79)Ganguly A, Ghosh S. A review of ventilation and cooling technologies in agricultural greenhouse application. Iranica Journal of Energy & Environment, 2011; 2(1): 32–46.

Capitoul 6: ACVAPONIE

Procedeul simbiotic de cultivare a animalelor acvatice și al plantelor într-un sistem recirculant are denumirea acceaptata la nivel internațional de Aquaponics. Acest cuvânt a fost creat prin combinarea cuvintelor „hidroponics” și „aquaculture”. Ron Parkhurst de la Hanalei Nursery este cel care implementează termenul ca o tehnologie derivată din acvacultură tradițională, efectuându-se numeroase cerecetări pentru a reduce suprafața de sol necesară cultivării plantelor, reducerea apei prin irigare sau alte resurse.

Această tehnică de cultivare a fost utilizată încă din China antică, în Egiptul antic și de azteci, existând numeroase dezbateri privind exact punctul generator.

Cercetări în domeniu au fost făcute din 1971-1991 la New Alchemy Institute din SUA și au readus la viață această tehnică, astăzi fiind preluată pe întreg mapamondul.

Numeroase articole relevante au fost scrise în perioada 1970-1980 pe baza cărora a apărut și primul model experiment „Integrated Aqua-Vegeculture System”, în anul 1985, în cadrul Universității North Carolina State University, sub îndrumarea lui Mark R. McMurtry, profesorul Douglas C. Sanders și Paul V. Nelson.

O dată cu începutul anilor '90 proprietarii S & S Aqua Farm de lângă West Plains, Missouri, SUA au încercat să plieze aceste concept de bioponics pe cultură hidroponică pe suport de pietriș, astfel Tom și Paula Speraneo au inițiat un nou model copiat și implementat la scară largă.

În 1997 suedezii implementează și ei acest model. Apogeul acestui sistem a fost atins odată cu publicarea manualului de construire a unei astfel de ferme de capacitate mică, de tip „do it yourself” de către Travis W. Hughey (SUA) în anul 2005.

În România odată cu programul sectorial pentru agricultură, în 2006 cercetarea în domeniu este desfășurată de I.C.D.E.A.P.A Galați, I.C.D.I.M.P.H. Horting București, Kaviar House, Societatea Ecologică Aquaterra, în frunte cu de I.C.D.I.M.P.H. Horting, unde a afost amplasată, în cadrul serelor de cercetare, și prima stație pilot.

Figură 26 Agricultura bazata pe chinampas. Sursa: http://www.diyaquaponicssystems.com/what-is-aquaponics/

Părți ale unui sistem acvaponic

Acest sistem este alcătuit din 2 componente principale: partea de acvacultură, în ceea ce privește creșterea animalelor acvatice și, cea de-a doua, partea hidroponică, respectiv creșterea plantelor. Pentru ca acest circuit închis să funcționeze sunt necesare:

– cisterna de creștere: locul unde se hrănesc și se dezvoltă peștii

– bazinul de așezare: locul unde se colectează resturile de hrană și alte particule

– biofiltrul: locul unde se transformă nitrații din amoniacul transformat de bacteriile de nitrificare

– subsisteme hidroponice: porțiune care se ocupă cu partea vegetală

– baza: partea inferioară a sistemului și locul unde apa este extrasă ca apoi să fie recirculată.

Principii de functionare:

Acvaponia permite producera eficientă de hrană într-un spațiu redus, într-un circuit închis recirculant într-un mod BIO. Partea de proiectare este asemenea unui sistem de recirculare cu modificările necesare părții hidroponice care implică faptul că stratul vegetal este cultivat în apă cu nutrienți de la pești. O dată cu consumarea nutrienților de către plante, apa este utilizabilă din nou pentru pești și astfel începe procesul de recirculare, fără a a avea nevoie de noi resurse de apă sau substanțe chimice.

Materiale:

Putem folosi numeroase materiale pentru construirea sistemului aquaponic, principalul mijloc de selecție find bugetul. Acesta ne duce deseori la alegera materialelor mai puțin ecologice precum vinilul (de căutat) sau pereți metalici din oțel. Plasticul folosit în obținerea vinilului este toxic pentru pești, astfel pentru a putea fi folosit este necesare o pregătire de câteva săptămâni în prealabil. Tot un defect al acestui material este și durata scurtă de viață.

Cel mai recomandat material este fibra de sticlă pentru cisternă, bazin și filtre. Acestea sunt rezistente, non-toxice, durabile și ușor de curățat. Polietilena este, de asemenea, folosită în mare masă deoarece este un metrial ieftin. Recipiente din plastic reciclat sunt disponibile pentru partea de hidroponie, însă acestea sunt scumpe.

Figură 28 Sursa: http://watersponic.blogspot.ro/2014/12/aquaponics-living-room.html

Tipuri:

Pentru a realiza o clasificare trebuie să menționăm de la început, abilitatea de modulare a sistemului, astfel prin instalarea a mai multor module, capacitatea crește direct proporțional. Din multitudinea de exemple, ne vom rezuma doar la cele mai reprezentative și care au avut o contribuție inovatoare.

Relația dintre hrană administrată, densitatea peștilor pe m3, cantitatea dejecțiilor, volumul de apă și dimensiunea părții hidroponice a sistemului determina volumul bazinelor necesar.

Conform ACUAPONICS ROMANIA o metoda de clasificare privind capacitatea este:

mai mic de 3000 l – sisteme de capacitate mică

între 3000 l și 10.000 l – sisteme de capacitate medie

peste 10.000 l – sisteme de capacitate mare, sau comercială

Sistem de capacitate mică: Micro-sistemele sunt cele care servesc doar ca decor interior și au scop demonstrativ, acestea au pești de acvariu și mediu granular (cheramzit)

Sistemul de capacitate mică este realizat pe mediu granular (strat solid de pietriș, cheramzit) sau pe film fluid, poate fi utilizat în regim privat, construcția lor fiind una simplă, poate fi montat și vertical și nu implică o investiție mare. În ceea ce privește suprafața, nu necesită o suprafață mai mare de 20 mp. Reprezentative, pentru astfel de sistem, sunt cele create de Ronald D. Zweig : într-un butoi de sticlă transparență cu diametrul egal cu înălțime (1,5m) și volumul de 2300 de l apă pe suprafața căruia plutește polistiren capabil să fie perforat cu orificii circulare pentru introducerea plantelor. Un astfel de modul produce 140 de căpățâni de salată /50 kg de Tilapia-peste în decurs de 6 luni. Astfel de sisteme sunt deja comercializate de firme precum CropKing, Inc. din USA sau Ikea în formă completă.

Sisteme de capacitate medie: Un astfel de sistem produce o cantitate de plante și pești care asigura hrană unei gospodării. Sistemul „model” provine din Tallmansville, West Virginia, SUA și este compus din două module identice pe o suprafață de 100 mp. Un modul are un bazin cu capacitate de 3600 l și alimentează 6 platforme (2400 x 1200 x 300 mm) cu pietriș, cu ajutorul pompei din bazin la plante, iar invers, procesul se bazează pe gravitație. Un astfel de sistem produce 400 kg Tilapia-peste și 3300 kg vegetale în decurs de 1 an.

Sisteme de capacitate mare: Gândite ca o modalitate de producție comercială au la bază proiectul profesorului James Rakocy, University of the Virgin Islands (UVI), din Insulele Virgine, Statele Unite ale Americii. Prin acest sistem se produc aproximativ 4,5 tone de Tilapia-peste și 70 vegetale pe an.

Sistemul este alcătuit din cultură hidroponică (214 m2), 4 bazine de creștere – (7,8 m3); 2 separatoare de nămol (3,8 m3), 4 bazine pentru filtrare (0,7 m3); bazin colector 0,6 m3, bazin de alimentare 0,19 m3 și cele 6 canale pe afluenți (11,3 m3) ocupând circe 500m2.

O altă metodă de clasificare este după modul în care sistemul asigură alimentarea rădăcinilor cu soluția nutritivă din bazinul populat cu pești:

Sistemul pe strat subțire de lichid (Nutrient Film Technique (NFT), En)

Sistem compus din tuburi circulare sau dreptunghiulare care pot fi dispuse atât orizontal cât și înclinat, prin care circulă apa de la pești. Suprafața superioară este perforată pentru a putea fi introduse recipientele cu plante, astfel încât partea superioară este în contact cu mediul uscat iar partea inferioară cu stratul lichid, absorbind substanțele nutritive și purificând lichidul pentru a putea fi recirculat.

Sistemul pe mediu de cultură solid (Media-based, En)

Acest tip de sistem permite cultivarea plantelor indiferent de specie și filtrarea se face atât biologic, cât și cea a particulelor solide. Casetele existente cu o bază de cheramzit, perlit sau pietriș reprezintă stratul pe care se cultivă plantele, iar apa este pompată pentru filtrare unde amoniacul este transformat în nitriți iar apoi nitriții în nitrați.

Sistemul de cultură pe strat gros de lichid (flotant,Raft/Deep Water Culture, En)

În general acest sistem este unul de capacitate mică și implică cultivarea plantelor pe o placă de polistiren de minim 30 cm și principalul avantaj este modalitatea simplă de implementare, chiar dacă necesită sisteme de filtrare suplimentare și aerare suplimentară.

În ceea ce privește alegera tipurilor de plante, și cum anume se pot juxtapune pentru a se influența reciproc, vom avea în vedere tehnici de „Companion planting”. La fel de important într-un sistem acvaponic sunt și combinațiile de pești și plante. Astfel, prin „Plant and fish pairings”, putem asocia salata verde cu tilapia sau conopidă, broccoli, ridichi cu Koi/Goldfish etc.

Avantaje:

producții de plante ecologice, BIO

pierderile de apă pot fi doar accidentale, sau apa evaporată, consumul din sistem fiind unul redus

amplasarea posibilă în orice zonă geografică, atât în mediul urban cât și rural

diferitele posibilități de utilizare: hobby, producție proprie sau comercial

plantele nu necesită tratmente, singurele costuri fiind cele pentru hrana animalelor acvatice

mediul este protejat, apa uzată nu mai este evacuată

complexitate tehnică redusă

suprafață necesară mică, raportată la suprafața necesară cultivării tradiționale

Dezavantaje:

numărul mare de variante de configurare

posibilitatea de pierdere a producției de pește, în caz de pană de curent

consumul ridicat de energie, atâta timp cât nu provine din surse precum energie solară, eoliană, geotermală etc.

În concluzie sistemele acvaponice nu sunt destinate doar producției, acestea putând fi amplaste atât în aer liber, pe sol sau pe acoperișurile clădirilor urbane cât și în sere.

Capitolul 7: APORTUL PERSONAL – STUDII DE CAZ

7.1. Exemplu studiat: Champalimaud Center for the Unknown

Locație: Lisabona, Portugalia

Centrul Champalimaud se găsește în Belém, la 6 km distanță de centrul Lisabonei formând limita sud-vestică a orașului. Acest centru , realizat în anul 2004, deschis abia în 2010, la dorința anteprenorului António de Sommer Champalimaud, a fost proiectat de către arhitectul Charles Correa. Este un exemplu concludent de „Centre for the Unknown” care are spații verzi interioare ca parte integrantă în proiect.

Clădirea este formată din 3 unități, un volum pentru medici, cercetători și oameni de știință, unul pentru birouri și săli de expoziție iar un al treilea formând un amfiteatru în aer liber pentru oraș. Compoziția pe sit permite formarea unei pietonale de 125 de metri care se deschide spre gura de vărsare a răului Tagus în Oceanul Atlantic. Existența spațiului verde interior/exterior în perimetrul clădirii dedicată cercetării, permite vizitatorilor accesul vizual de pe această cale inclinată (pe o pantă blândă de 1:20) prin niște oculi masivi care amintesc de Louis Khan din India sau de cancelaria federală din Berlin. Acest punct constituie un nucleu central, un punct de convergență înglobând natură și atriumul cu vegetație, oferind iluzia de accesibilitate a spațiului interior, constituind un reper inclusiv la nivel turistic.

Volumetria oferă facilități care stimulează creativitatea, cercetarea și interacțiunea într-un mediu umanist. Centrul se întinde pe o suprafață de 50.000 mp oferind spațiul necesar medicilor și cercetătorilor din peste 20 de țări. Corpul principal de clădire, partea nordică, are 4 etaje: primele două dedicate diagnosticării și tratamentului, iar celalate două pentru aproximativ 440 de oameni de știință. Parterul înglobează recepția, grădina interioară, vivariumul și zona de tratament. Volumele secundare adăpostesc amfiteatrul și cafeneaua respectiv restaurantul. Zona de tratament posedă o zonă exterioară delimitată și îngrădită, oferind posibilitatea de petrecere a timpului. Oferă și o conexiune vizuală cu grădina interioară, doctorii crezând că are un efect benefic la nivel psihologic. Vivariumul, aflat tot la parter, este– „un loc, cum ar fi un laborator, unde animalele sau plantele vii sunt ținute în condiții care simulează mediul lor natural, în scopul cercetării.” Datorita faptului ca acest spațiu este nevizitabil având acces doar persoanele autorizate prcum doctorii sau cercetătorii nu am primit nici acordul sa fac fotografii in aceatsa zona.

Spațiul verde interior asigură o conexiune vizuală între etaje și oferă pacienților o oază de natură. Peretele de sticlă care se întinde pe cele 4 niveluri delimitează această grădină interioară mărginită pe latura sudică de un zid de piatră cubică și acoperită cu o pergola. Acest spațiu crează un aer de mister în jurul clădirii și ajută la valorificarea fațadelor spațiului central creat între clădiri. Totodată această fațadă ajută la pătrunderea luminii naturale în grădina realizându-se relația interior-exterior.

Conexiunea la nivel funcțional, interior, între cele două corpuri este realizată de o pasarelă, la etajul superior, pod susținut de cabluri de tensiune și încapsulat în sticlă laminată curbată.

În ceea ce privește materialele folosite, pavajul specific portughez îmbracă culorile pastelate ale granitului, întreg ansamblul trece în nivel secundar integrând elementele naturii și înrămând perspective la fiecare pas. Spațiul exterior pătrunde în spațiul interior accentuând din nou idea de comuniune a omului cu natura. În acest fel, se realizează o simbioză între spațiul construit și spațiul verde interior, relaționând cu mediul ambiental accentul căzând pe acest spațiu de conexiune.

Creatorul acestui spațiu îl descrie astfel: „apropierea de râul Tagus ne permite să avem un radiator geotermic pentru controlul temperaturii, controlat în continuare de grădina masivă a pădurilor tropicale din clădirea principală. Gradina va fi de 80 x 40 metri, dimensiunea unui teren de fotbal din SUA.” iar “ Proiectul este un excelent exemplu de abordare holistică, specifică sitului pentru durabilitate.” conform R. Stephen McDaniel of RMJM Hillier. Correa afirma “Ceea ce mă face cel mai mândru cu privire la acest proiect este că nu este un Muzeu al Artei Moderne. Dimpotrivă, ea folosește cele mai înalte niveluri ale științei și medicinei contemporane pentru a ajuta oamenii să se lupte cu probleme reale; cancer, leziuni ale creierului și orbire. Și pentru a găzdui aceste activități de vârf, am încercat să creem o arhitectură. Arhitectura ca sculptură. Arhitectura ca frumusețe. Frumusețea ca terapie..”

Compoziția arhietcturală oferă posibilitatea de petrecere a timpului în natură, în grădinile exterioare toate convergând spre „piața” centrală. Există și o cafenea destinată publicului, chiar și un restaurant.

În concluzie, acest centru este un exemplu de intergrarea a unui spațiu verde în interior având efecte videcatorii și oferind un spațiu atât de loazir aflat în legătură cu vivariumul, spațiu necesar cercetării efectuate. Astfel prin inserția construcției în teren, se deschid noi perspective și se accentuaza integrarea elementelor naturale, se transpune spațiul exterior la interior prin această grădină. Tot complexul, atât la nivel volumetric, cât și rezolvarea funcțională răspund nevoilor acestui centru.

Figură 31Sursa:www.jmberlin.de

7.2. Exemplu studiat: W. M. Blumenthal Academy, Diaspora Garden

Locatie: Berlin, Germania, Fromet-und-Moses-Mendelssohn-Platz 1, 10969 Berlin

Acest centru , amplasat în proximitatea Muzeului evreiesc din Berlin, situat pe site-ul fostei Fromet-und-Moses-Mendelssohn-Platz, este un exemplu concludent de centru care integreaza spatiul verde intr-o cladire care a fost subiectul unei reconversi. Din Noiembrie 2012 noul ansamblu de clădirii adaposteste Academia W. Michael Blumenthal. Academia dispune de bibliotecă, săli de seminar, sală de evenimente, săli de lectură, arhivă și ateleiere deschise atât copiilor cât și adulților, Compoziția spațiilor din acest centru se încheaga în jurul unei „grădini a diasporei.”

Fosta piață de flori a fost reconvertită pe baza designului „In-Between Spaces” al lui Libeskind, finanțat datorită unei donații generoase a lui Eric Ross. Volumetria, discursul arhitectural abordat, planimetria, răspund nevoilor acestui centru, oferindule ocupanților posibilitatea de desfasurare intr-un spatiu dinamic. Acesta este alcătuit din trei cuburi înclinate și două aripi de birouri care au fost integrate în structura existentă.

Libeskind a proiectat o nouă intrare, mențînând în același timp structura halei, creând astfel o utilizare completă a spațiului cu opțiunea extinderii viitoare. Materialitatea intrarii, vitrajele acesteia, correlate cu structura halei, dau senzația de fluditate spațială. Integrarea spatiului exterior in interior creeaza o relationare puternica intre cele doua.

În cubul de intrare, este marcat accesul astfel încat vizitatorul intră în spațiul de primire unde interiorul este închegat in jurul spatiului verde , păstrând conceptul, atât prin materialitate cat și prin jocul de lumină.

Acest spațiu introduce celalalte doua volume incluse, înclinate unul spre celalat , astfel se creează un spațiu matricial, un nucleu social. Curtea interioara creată intre aceste elemente ce adapostesc sala de lectura respectiv biblioteca face legatura între zona de acces principal și zona destinată birourilor.

Grădina Diasporei,spatiu marcant, vizibilă încă de la intrarea în clădire, realizată de ATELIER BALTO, este situată în curtea interioară și servește drept spațiu pentru schimb și reflecție, precum și pentru învățare și creație ca parte a programelor educaționale ale Muzeului Evreiesc din Berlin.

Spațiile interioare, sunt marcate de existența mai multor secvențe spațiale cum ar fi: spațiile comune sau private, curțile, holurile, aleile, alveolele cu mobilier de ședere, unde se poate interacționa cu usurinta. Acestea fac ca parcursul sa fie unul dinamic și toate acestea converg spre spatial verde.

Pereții sunt placați cu panouri: sistem tabla-titan- zinc iar cuburile sunt îmbrăcate cu plăci de lemn brute, care amintesc de cutiile de transport.

În mijlocul grădinii sunt patru „platouri” de oțel sau paturi de plantare care par să plutească în aer, fiecare având o suprafață de aproximativ 4 x 14 metri, înconjurată de o platformă de lemn. Plăcile pot fi aranjate și utilizate într-o varietate de moduri. Fiecare are o temă diferită: peisaj, cultura și sol sau natura și umanitatea. Al patrulea platou, intitulat „Academia”, servește drept teren de testare pentru participanții la programe educaționale și nu include doar hărți, desene și fotografii, ci și soluri, semințe și ghivece pentru plantare.

In urma experientei personale la fata locului, am aflat ca o mare varietate de plante pot fi găsite pe cele patru platouri insa acestea au o legătură specială cu viața evreiască sau cu personalitățile evreiești; plante aflate în diferite stadii de dezvoltare, care arată procese cum ar fi însămânțarea, înrădăcinarea si creșterea;

În concluzie, putem afirma ca acesta este un exemplu reusit de integrare a unui spatiu verde, sustenabil, destinat atat relaxarii cat si cu posibilitati de producere a hranei. Tocmai prin organizarea spatiului interior, ofera o importanta deosebita cadrului natural, iar prin acesta ofera vizitatorilor o experienta neastepta avand posibilitate sa contribuie personal la dezvoltarea lui.

7.4. Exemplu studiat: Crowne Plaza Copenhagen Towers

Locație: Ørestads Boulevard 114 – 118, Copenhaga, Danemarca

Acest proiect îndeplinește cerințele UE pentru „clădirea verde”, precum și cerințele daneze de clasă energetică scăzută plasând Copenhaga Towers cu câțiva pași înainte în respectarea cerințelor energetice ale viitorului și reprezintă un exemplu concludent pentru integrarea soluțiilor ecologice într-o clădire destinată publicului.

Copenhaga Towers este o locație centrală – situat în Ørestad, doar o la câteva minute de centrul orașului Copenhaga, Aeroportul Copenhaga, Podul Øresund și Suedia. În imediată apropiere a autostrăzii, metroul și stația de tren îl face ușor de accesat. Zona Ørestad își propune când va fi finalizată, în câțiva ani, să aibă la peste 25.000 de locuitori precum și 50.000 de locuri de muncă.

Ansamblul a fost realizat în perioada 2007-2009 de către  Dissing + Weitling și construit de  Sjælsø, mobilierul hotelului a fost achiziționat de la Casa Paustian și se integrează în categoria hotelurilor de 4 *,365 de camere pe o suprafata de 72,500mp, master planul avand peste 130.000 mp.

Hotelul este primul declarat ca fiind neutru din punct de vedere al dioxidului de carbon in Danemarca si primul care semnează Global Compact al Națiunilor Unite având implementate politici responsabile din punct de vedere social. Hotelul își primește energia din surse regenerabile, inclusiv cel mai mare parc solar integrat din Europa de Nord, integrat în fațada hotelului, primul sistem de răcire și încălzire pe bază de apă subterană din Danemarca, din apele subterane, la 100 de metri sub suprafață. Acest sistem este unic, deoarece apa este folosită pentru răcire vara și este folosită din nou pentru încălzire în timpul iernii. Reduce consumul de energie pentru răcire și încălzire cu până la 90% și un sistem avansat de celule solare: Toate suprafețele însorite de pe Turnurile din Copenhaga sunt acoperite cu panouri solare ultra-subțiri și de înaltă tehnologie. Această generează anual o putere de peste 200.000 kWh – echivalentul consumului de energie în 60 de case de locuit daneze.

Copenhaga Towers este o alternativă autentică pentru companii și organizațiile care se ocupă de mediul înconjurător. odată ce a fost votată ca cel mai verde hotel din lume.

Filozofia pe care se construiește hotelul este că durabilitatea și rentabilitatea sunt și trebuie să fie în continuare obiective compatibile.

Copenhaga Towers integrează într-o structura elegantă o diversitate mare de spații. Planul general este orientat spre lumina optimă a zilei, iar filtrarea luminii la interior, prin înălțimea liberă a etajelor sau poziționarea golurilor reprezintă un parametru important. (Figura39)

Clădirile și Turnurile sunt amplasate în jurul curților, lucru ce încurajează și facilitează desfășurarea activităților în aer liber. Acestea converg spre inima clădirii, atriumul central (Figura 37) plin de vegetație care crează o atmosfera deschisă și este un adevart centru de interacționare între oameni și companii, fiind locul adecvat pentru schimbul de idei, atât în timpul, cât după orele de lucru, fiind deschis publicului non-stop.

Accesul principal se deschide chiar spre acest punct central. Clădirile din ansamblu sunt interconectate, facilitând traseul, atât pentru perosoanele cu dizabilități fizice, auditive sau vizuale.(Figura 38)

Clădirea de 25 de etaje adapostește la subsol: o sală de bal cu o capacitate de 800 de persoane iar la parter: recepția cu acces spre camerele de oaspeti aflate la etajele superioare cât și un centru de conferințe cu șapte etaje. Zona de parc terasată ascunde parcarea subterană. Clădirea cu 10 etaje de la sud, proiectată de DISSING+WEITLING, conține 9.500 de metri pătrați de spații de birouri care sunt conectate la hotel și la centrul de conferințe atât la parter cât și la primul etaj

Deșeurile din bucătarie,precum și toate celălalte deșeuri de alimente sunt împământate și absorbite într-un rezervor de 1.000 de litri în subsol ca mai apoi să fie transportat la o instalație de biogaz, o altă investiție substanțială în tehnologie și mediu. Aceste reziduri sunt folosite mai apoi, pentru fertilizarea terenurilor agricole.

Accesul în cladire este liber, astfel nu am întâmpinat probleme în a vizita,fotografia sau experimenta iar personalul a fost foarte deschis în a ne raspunde la întrebarile legate de metodele sustenabile implementate. Personalul nu dispune de nici o parcare fiind încurajați să folosească mijloacele de transport în comun.

Pentru excludera papetăriei, din motive ecologice, o aplicație este disponibilă pentru vzitatori sau utilizatori pentru a se putea localiza. Această aplicație oferă si posibilitățile în care se poate compartimenta spațiul: (Exemplu: Cladirea principală ,Figura 39)

Turnul de Nord:

Compartimentat parțial cu spațiu deschis de birouri și cu birouri separate pentru angajați se poate închiria în funcție de nevoile oricărei companii, datorită flexibilității partiului, în plus, dispune de depozitare subterană de 50.000 mp și parcări.

Turnul Sud:

În acest turn am găsit: administrația hotelului, birouri(Figura 41) și centrul de fitness.

În concluzie, dat fiind cele prezentate și experiența personală la fața locului, putem confirma că acest centru reprezintă un model de urmat tocmai prin eficiența și logica spațiilor interioare, o relație simbiotică cu mediul exterior, prin inserția construcției în teren și prin introducerea cadrului natural în interior prin atriumul de la nivelul parterului, și nu în ultimul rând prin sustenabilitatea și performanțele de mediu care sunt în permanentă îmbunătățire.

„Sustenabilitatea și performanțele de mediu sunt monitorizate, provocate și îmbunătățite continu”, ne spune Mireille Jakobsen, manager CSR si sustenabilitate la Crowne Plaza Copenhagen Towers.

7.5. INTERVIU RADU GIURGIU, WORKSHOP Vertical Farming 29-30 Ianuarie cu ZJEF VAN ACKER-Ghent, Belgium

1. Cine sunteți și cu ce va ocupați?

2. Care este profesia dumneavoastră de baza și cum ați ajuns să lucrați pe partea de acvaponie?

3. Ce a presupus deschiderea unei ferme de acest gen la Cluj Napoca?

4. Care au fost pașii pentru acest proiect?

5. Cum a influențat spațiul evoulția fermei?

6. Există niște dimensiuni minime necesare? Materiale speciale în construirea ei?

7. Ce reprezintă acest studiu pentru comunitate? Cine și de ce a venit cu inițiativa?

8. Cum ați rezolvat problemele în ceea ce privește cerințele de mediu? Care au fost soluțiile în acest sens? Ce provocări ați avut ?

9. Ce se întâmplă în prezent cu acest proiect ? Care este pasul următor?

10. Cum ajută acest sistem dezvoltarea spațiului verde construit ?

7.5.1. INTERVIU RADU GIURGIU

1. Mă numesc Radu Giurgiu, sunt cercetător la USAMV Cluj-Napoca în proiectul Plantgeek și Postdoc în proiectul MELiSSA. Ambele proiecte de cercetare au ca obiective îmbunătățirea producției de plante pentru consum prin folosirea tehnologiei și utilizarea de deșeuri de la pești, respectiv oameni prin recuperarea de nutrienți pentru plante.

2. Sunt cercetător în domeniul științelor plantelor, iar după ce am obținut diploma de doctor în domeniul agronomiei, am vrut să aprofundez studiile în domeniul culturilor de plante în mediu controlat. La doctorat am studiat în ce mod diferiți parametrii de mediu influențează nu doar producția, dar și calitatea plantelor medicinale. Plantele erau crescute în sistem hidroponic (fără sol), cu fertilizanți sintetici. Pe parcursul studiilor doctorale am descoperit sistemele acvponice.

3. În proiectul Plantgeek suntem axați mai mult pe cercetare. De aceea am dorit ca sistemul să fie într-un mediu închis, în care putem controla mai exact factorii de mediu și astfel înțelegem corelațiile dintre diferite variabile în ecosistemul creat. În cele din urmă, printr-un grant din partea guvernului German, am început proiectul Plantgeek.

4. În primul rând, am scris mai multe propuneri pentru a accesa fonduri de cercetare. Pentru a implementa proiectul am făcut un parteneriat între Universitatea de Științe Agricole și Medicină Veterinară din Cluj și Universitatea de Științe Aplicate din Germania, Neubrandenburg. După toate activitățile administrative, în August 2018, am derulat proiectul. Primul pas a constat în achiziții de materiale și construcția sistemului aquaponic, construcția sistemului de irigații, iar apoi testarea și implementarea sistemului de automatizare și monitorizare prin senzori.

5. Spațiul a fost foarte imprtant pentru designul proiectului. Scalarea fiecărei părți din sistem (pești, bacterii, plante) a ținut de disponibilitatea spațiului pentru implementarea proiectului. Am ales un subsol din cadrul universității pentru a avea un mediu constant și a nu fi influențați de factorii climatici exteriori. Am fi ales bazine mai mari de apă, de 1.000 l, dar dimensiunile lor nu ne-au permis să le introducem în laborator, așa că a trebuit să ne mulțumim cu bazine de 500 l, fapt ce a dus la o regândire totală a proiectului. Sistemele de acest tip pot fi concepute în funcție de spațiu, însă trebuie să se țină cont de faptul că există un anumit raport pentru creșterea peștilor, bacteriilor și plantelor pentru a putea crea un ecosistem echilibrat.

6. Sistemele acvaponice pot fi foarte simple și ocupă un spațiu minim; de exemplu, un acvariu cu plante deasupra care primesc apă din acvariu și o drenează înapoi. Dar pentru cercetare sau în scopuri comerciale este nevoie de cel puțin 20 mp pentru a integra toate elementele necesare. Din perspectiva materialelor, este necesar să se asigure că nu sunt influențate negativ de apă, că sistemele electrice sunt bine izolate, iar prizele sunt pentru uz exterior pentru a nu crea pericole electrice, iar în rest trebuie să se asigure că materialele nu sunt infectate (în cazul reutilizării) și că nu pot să influențeze negativ sănătatea peștilor sau plantelor. Există mai mule elemente principale, precum substratul pentru dezvoltarea bacteriilor, tipul de țevi pentru irigații, LED-urile pentru lumina artificială etc.; dar există o mare diversitate pentru toate aceste elemente.

7. Împreună cu colegul meu, am avut parte de burse de studiu pentru doctoranzi în Germania unde am aprofundat cercetarea în domeniul plantelor și am conceput mai multe întrebări care ar putea fi răspunse prin cercetare. Deși am avut proiecte diferite, ambii am vrut să aprofundăm studiul plantelor în paralele cu tehnologia pentru cultivarea lor sustenabilă.

8. Având în vedere că în totalitate, cultura este în mediu protejat, factorii de mediu nu influențează cultivarea plantelor și peștilor. A trebuit însă, să ținem cont de condițiile spațiului și astfel am instalat un aer condiționat mobil care să mențină temepratura și umiditatea în parametri optimi și să ajute la ventilația spațiului. Ne-am folosit tot de tehnologie pentru a soluționa unele probleme precum temperatura prea ridicată la nivelul frunzelor din cauza lămpilor de lumină artificială. Am folosit ventilatoare care pornesc automat atunci când temperatura crește peste un prag stabilit, menținând o temperatura optimă pentru plante. Alte probleme de mediu au fost parametri de calitatea a apei (pH, temperatură, oxigen dizolvat etc.) dar fiind un ecosistem artificial a trebuit să avem răbdare să se stabilizeze. Ajunși la acest punct, chiar dacă nu toți factorii sunt in parametrii optimi, acesta funcționează și se auto-ajustează prin activitatea organismelor din ecosistem.

9. În prezent derulăm mai multe experimente care să ne ajute, pe de o parte, la înțelegerea mai aprofundată a proceselor dintr-un astfel de ecosistem prin colectarea de seturi mari de date care vor permite realizarea de modele matematice cu precizie ridicată în predicitibilitate. Corelațiile descoperite în acest proiect vor fi folosite ca input pentru autoamtizare. Astfel, vrem să facem tranziția de la sisteme autoamtizate, care funcționează după niște intervale prestabilite de oameni, la un sistem SMART care să prelucreze date și pe baza lor să adapteze restul automatizării pentru o mai bună funcționalitate și pentru a îmbunătăți calitatea nutrițională a plantelor. În acest moment culegem foarte multe date care urmează a fi prelucrate statistic, iar mai departe vrem să dezvoltăm în continuare tehnologia prin optimizarea senzoristicii și automatizării, dar și implementării de algoritmi pentru machine learning și să încercăm să dezvoltăm un sistem autonom al cărui scop este de a se optimiza în continuu pentru a crește calitatea produselor rezultate în cultură și in viitor să poată fi folosit de orice doritor.

10. Acest sitem demonstrează posibilitatea de cultivarea a produselor necesare hranei în spații construite. Orașele pot să se aprovizioneze cu o parte din necesarul locuitorilor de hrană, local. Acest lucru poate să ajute la scurtarea canalelor de distribuție, iar produsele să se consume într-o stare mai proaspătă, prin timpul scurt de la recoltare la consum. Totodată poate ajuta prin calitatea biofilică a sistemului în cadru constuit; conflictul aparent dintre vegetal și construit ajută din punct de vedere pshihologic oamenii, iar tehnologia îi face și pe cei care nu au calități de agricultor să poată beneficia de hrană proaspătă. Plantele sunt cultivate în primul rând pentru nutriție, dar producerea de oxigen în spațiul construit nu trebuie subestimată.

Capitoul 8: PROIECT DE DIPLOMĂ

,,Centru de diseminare al fermelor acvaponice”

“Natura și educația sunt asemănătoare, căci educația transformă pe om și, prin această transformare, creează natura.”

Democrit, citat despre natura

În urma vizitei facute la „Expo Milano 2015”care a avut ca tema:”Feeding the Planet, Energy for Life„ si un curs de ecologie care a implicat familiarizarea cu fermele acvaponice, observând beneficiile și cum anume se pot implementa acestea în arhitectură, am ales să modelez un concept nou încă neabordat la noi în țară. La baza acestuia stau modele internaționale, deja implementate. Pentru ca acest tip de proiect să poată prinde viață, am ales un loc de graniță, în județul Satu Mare, comuna Micula, în apropierea granițelor cu Ungaria și Ucraina, având ca atu accesul facil atât pe plan național cât și internațional.

Amplasarea unui astfel de centru de cerectare în mediul rural, vine ca răspuns la o cerectare realizată în prealabil privind necesităților programului prototip. Un studiu realizat asupra locurilor care ar facilita implementarea, m-a făcut să cred că fosta pescărie Bercu Nou întinsă pe o suprafață de 342.76 ha dintre care 300 ha este luciu de apă, reprezintă locul ideal. Un factor important în alegera sitului a fost vecinătatea cu zona protejată de interes național de tip mixt, categoria IV, Sit Natură 2.000. Integrarea unui astfel de concept într-o zona protejată a râului Tur reprezintă cadrul natural dorit, care poate fi implementat și abordat inclusiv în centrele urbane. Comuniunea omului cu natura într-un spațiu matricial, oferă speranța unui viitor tangibil. Cu o comunitate dornică de dezvoltare și cu o necessitate majoră de a crea noi locuri de muncă pentru tinerii reîntorși pe tărâmul natal, acest proiect oferă posibilitatea unui centru de cercetare și de poromovare a dezvoltării sustenabile.

Obiectivul proiectului urmărește realizarea unui centru de diseminare a fermelor acvaponice, pentru a implementa un mod de viață sănătos, prin procurarea propriilor alimente atât în medii rurale cu posibilități de producție, cât și în medii urbane. Integrearea unor astfel de ferme este menită să activeze, să recupereze ideea de convergență spre natură, să ofere spațiile verzi atât de necesare.

Am propus conceperea centrului pentru 50 de persoane și personalul aferent, având ca funcțiuni principale sere, fermă acvaponică, spațiu de studiu, restaurant, cazare. Limbajul arhitectural folosit face legătură cu situl, orizontalitatea marcată sugestiv, dispunerea acoperișurilor înierbate, orientarea pentru iluminarea naturală, folosirea principiilor ecologice

precum și implemnatrea unui design sustenabil, adaptând caracteristicile fiecărui program integrat. Un rol semnificativ în proiect îl au spațiile destinate fermei acvaponice, care vor ajuta atât la procurarea în mare parte a necesarului de marfă pentru restaurant cât și ca parte integrată a programului de studiu. Acest lucru evidențiază nevoia de întoarcere spre noi înșine, spre comunitate și spre nevoia de interacțiune, o cultură regenarativă ca o oportunitate de cunoaștere și cercetare dezvoltată de viață, în ansamblu, având un scop transcendental bazat pe durabilitate și ecosisteme sănătoase

Capitoul 9: CONCLUZII

Când vine vorba de sustenabilitate, orice architect trebuie sa fie capabil sa urmareasca princiipile fundamentale ale arhitecturii ecologice și sa inteleaga importanta acestora. Progresul tehnologic și crestera masiva a populatiei au dus la dezvoltare insa atrage dupa el cantitati impresionante de deseuri. Avem datoria morala de a lasa mostenire generatiilor viitoare un mediu propice vietii.Acest lucru este posibil doar prin constientizarea problemei, prin conectarea domeniilor, prin design ecologic. Implementarea mijloacelor de evaluare a sustenabilitatii servesc aceluiasi scop comun. Reutilizarea,Reciclarea si regenerarea resurselor sunt pasi spre durabilitate, spre ecosisteme sanatoase. Abodările designului ecologic în arhitectură indubitabil oferă contribuție și inovație in ceea ce priveste lumina, căldura sau ventilația. Tot un aport mare il are si eco-designul prin selectia materialelor si impactul acestora asupra mediului. Materialele trebuie conștient selectate având în vedere avantajele și dezavantajele utilizării lor atât din punct de vedere al materialului cât și punerea sa în operă. Implementarea solutiilor „verzi” prin pereti sau acoperisuri inierbate aduc beneficii majore si creeaza o relationare puternica intre exterior si interior. Utilizarea conceptelor ecologice în proiectare, atât în arhitectură cât și în designul interior, conturează conceptul de sustenabilitate, subiect ce l-am detaliat in Capitolul 2.

Capitolul trei “integrarea spatiilor verzi” vine ca o solutie emergenta si abordeaza recreara androginiei dintre om si natura prin abordarea ecologiei urbane ca liant in coexistenta sistemelor dominate de om si procesele ecologice.

Legătura milenară cu natura, evidențiază nevoia de contact cu aceasta pentru a putea fi stimulați emoțional, cognitiv și social. Relațiile cu mediul exterior ne fac parte din ecosistem și avem datoria de a păstra funcționarea sănătoasă a acestuia, mai ales atunci când suntem în postura de coordonatori.

Pentru a integra cadrul natural in interior, am accentuat ca o solutie, integrarea serelor în construcțiile moderne astfel încât să se plieze pe funcțiunile implementate și pe necesitățile consumatorilor.Arhitectura viitorului implica crearea unor spatii autosustenabile.

Un exercitiu de imaginatie vizand proiectarea oraselor viitorului , in mijlocul oceanului sau orase verticale, complet invazive pentru noi inca ramane la nivel de prototip, insa cercetariile in domeniu ne aproprie cu pasi repezi spre ceea ce nu demult era imposibil. Producerea hranei in astfel de medii are la baza culturile din serele clasice care s-au schimbat în ferme de tip high tech si optimizează producția plantelor și elimină aproape total muncă fizică. O seră modernă lucrează ca un sistem. Acest lucru ofera posibilitatea de a interactiona cu natura chiar si in medii urbane ostile, sau de a avea acces la permacultura. Am abordat solutii practice la probleme actuale, crearea spatiilor ce deservesc cultivarea plantelor si integrarea acestora in mediul deja construit.

Acvaponia este factorul cel mai important in dezvoltarea acestor sisteme si implementarea lor,venind ca o solutie de circuit închis recirculant. Aceasta tehnica castiga tot mai multa popularitate la nivel mondial si recent a fost introdus acest concept si la noi in tara. Impactul arhitecturii in acest domeniu are o importanta puternica, eliminaind barierele si stabilizand un mediu sustenabil.

Capitolul destinat studiilor de caz vizeaza exemple reale, solutii implementate si care le-am putut analiza personal. Acest lucru a fost fundamental pentru a intelege in profunzime tema abordata in aceasta lucrare, si pentru a vedea modul de abordare a sustenabilitatii in cadre diferite, de la cladiri noi construite, la reconversi.

În urma documentarii necesare pentru prezenta lucrare , am constientizat preocuparea subiectului si seriozitatea cu care este tratat in tarile occidentale, in schimb exista o discrepanta intre acestea si Romania, tocmai datorita bibliografiei aproape inexistente in domeniu, cea ce face implementarea lor aproape imposibila.

Așadar, accesul la informatie reprezinta un prim pas in incercarea de implementare a acvaponiei si cu siguranta un studiu aprofundat al cladirilor care deja au implementat aceste concept ar ajuta la crearea unor spatii care sa adere la standardele impuse de arhitectura sustenabila si nu in ultimul rand de a crea spatii autosustenabile. Sunt convinsa ca promovarea programului de arhitectură destinat integrarii spatiului verde, poate aduce schimbari de mentalitate care sa aiba ca rezultat implementarea prinicpiilor fundamentale ale ecologiei.

Așadar, consider ca datoria noastra a celor care marcam existenta noastra permanent prin creatii arhitecturale este de a fi constienti de cee ce ne inconjoara, de mediul natural, si cat este de important sa ne documentam in permanenta pentru a putea evolua.

„Faptul ca un loc are caracter înseamnă că produce o corespondență între exteriorul fizic al spațiului și interiorul psihic al omului care-l percepe”

Glosar

Companion planting= cultivarea diferitelor tipuri de plante aflate în imediata vecinătate, astfel încât să se poată influența benefic.

Plant and fish pairings= Asocierea in mod productiv si benefic a plantelor si a pestilor, in acvaponie.

Permacultura= Concept elaborat de ecologistul australian Bill Mollison, prin asocierea termenilor „permanent”, “agricultura” si “cultura” si implica conlucrarea cu natura si dezvoltarea sistemelor de obtinere a hranei in mod sustenabil.

ZeroAcreageFarming= este un proiect de cercetare finanțat de Ministerul federal al Educației și Cercetării din Germania, care explorează funcționalitățile și practicile inovatoare ale agriculturii în și pe clădirile urbane.

Ecomimesis=este termenul folosit pentru a descrie designul ecosistemelor create de om care imită ecosistemele din natură.

BIBLIOGRAFIE

Surse CĂRȚI:

-Neufert Ernst, Manualul arhitectului. Elemente de proiectare și de construcție, Ediția 37-a, adăugită și prelucrată, Alutus, Miercurea Ciuc, 2004

Dictionar Enciclopedic, (Bucuresti: Cartier, 2001)

Fan Shu-Yang, Bill Freedman si Raymond Cote, “Principles and Practice of Ecological Design” Environmental Review 12 (2004)

Mihyun Kang si Denise Guerin,“The Characteristics of Interior Designers Who Practice Environmentally Sustainable Interior Design” Environment and Behavior (2008) Vol:41 No:2

Fredd A Stitt “ Ecological Design handbook: Sustainable Strategies for Architecture, Landscape Architecture, Interior Design, and Planning” (Londra: McGraw-Hill, 1999)

Fan Shu-Yang, Bill Freedman si Raymond Cote, “Principles and Practice of Ecological Design” Environmental Review 12 (2004),

Delirious New York.

ARTICOLE :

https://www.sustainabilitydegrees.com/what-is-sustainability/

”What is aquaponics”, Diy aquaponics sistems, accesat 10 Octombrie 2017, http://www.diyaquaponicssystems.com/what-is-aquaponics/

Darlene Applegate,” Mesoamerica Culture Area
Aztec Civilization “,Western Kentucky University Home Page, accesat 20 Martie 2018, http://people.wku.edu/darlene.applegate/newworld/webnotes/unit_3/aztec.html

James E. Rakocy, Michael P. Masser si Thomas M. Losordo,” Recirculating Aquaculture Tank Production Systems: Aquaponics—Integrating Fish and Plant Culture”, Southern Regional Aquaculture Center Publication No. 454, 24 Aprilie 2013,accesat 20 Martie 2018, http://www.aces.edu/dept/fisheries/aquaculture/documents/309884-SRAC454.pdf

Dean Hawkes,” In brief: a history of sustainable architecture”,Vitruvian Architectural specification, Decembrie 3, 2012 ,accesat 19 Aprilie 2018, https://vitruvianas.wordpress.com/2012/12/03/in-brief-a-history-of-sustainable-architecture/

Rebecca, “The roots of sustainable architecture”, Sophersparn Architects LLC, Iunie 18, 2015, accesat 19 Aprilie 2018,http://www.sophersparn.com/the-roots-of-sustainable-architecture/

Daniel C. Wahl,” Sustainability is not enough: we need regenerative cultures”, INSURGE intelligence,Martie 15,2017, accesat 20 Aprilie 2018,https://medium.com/insurge-intelligence/sustainability-is-not-enough-we-need-regenerative-cultures-4abb3c78e68b

Bill Reed , “ Designing Regenerative Cultures “,Triarchy Press, 2007, accesat 20 Aprilie 2018,https://medium.com/insurge-intelligence/sustainability-is-not-enough-we-need-regenerative-cultures-4abb3c78e68b

Kaveh Samiei, “Architecture and Urban Ecosystems: From Segregation to Integration”, The nature of cities, Mai 26, 2013 accesat 20 Aprilie 2018, https://www.thenatureofcities.com/2013/05/26/architecture-and-urban-ecosystems-from-segregation-to-integration/

Surese INTERNET:

http://www.archdaily.com

.”How bream certification works”, Breem, accesat 2 Mai 2018,http://www.breeam.com/discover/how-breeam-certification-works/

Building green”, LEED, accesat 2 Mai 2018, https://www.buildinggreen.com/leed