Keskkonnasõbralik projekteerimine

Keskkonnasõbralik passiivne projekteerimine.
Passiivne projekteerimine on hoone kütte-, jahutus-, valgustus- ja ventilatsioonisüsteemi projekteerimine, toetudes päikesele, tuulele, taimestikule ja teistele kättesaadavatele looduslikele ressurssidele. Selle alla käivad kõik võimalikud meetmed vähendamaks välistest energiaallikatest (välja arvatud päike ja tuul) pärinevat energiahulka. Hoone, mille projekteerimisel on arvestatud passiivse projekteerimise põhimõtetega, suudab funktsioneerida ka aktiivsest energiaallikast ära lõigatuna. Hästi õnnestunud passiivse projekteerimise lahendusega maja on seega tõeliselt ilmastikutundlik ning energiasäästlik.

Passiivsel projekteerimisel on kaks peamist aspekti:
*kasutada ära hoone asukohta ning asetust energeetilise profiili muutmiseks;
*hoone enda planeerimisel arvestada selle paigutuse, laiuse ja kõrguse suhte, materjali valiku, uste ja akende paigutuse, ventilatsiooniavade ja teiste näitajatega.

Optimiseeritud passiivne projektsioon võib suurel määral vähendada küttele, jahutusele, ventilatsioonile ja valgustusele kuluva energia maksumust.

Passiivse projekteerimise alustest.
Passiivse projekteerimise strateegia väljatöötamisel peaks arvesse võtma järgmisi faktoreid:
kohalik kliima - päikese asend ja intensiivsus, tuule kiirus ja suund, õhu temperatuur ja niiskus läbi aasta;
asukoha tingimused - maastik, taimestik, mullastik, põhjavee tase, mikrokliima, suhted teiste hoonetega;
hoone laiuse ja kõrguse suhe;
hoone paigutus - tubade paigutus, klaasimine;
hoone detailid - materjalide energiakogumispotentsiaal, uste ja akende paigutus, värvus;
hoone kasutus - kasutuse plaan ja iseloom;
päikesevalgus - akende ja uste paigutus, seadmed päevavalguse paremaks kasutamiseks (valgusriiulid, katuseaknad);
hoone karp - geomeetria, isolatsioon, akende ja uste paigutus, ventilatsioon, varjustus, soojustus, värvus;
hoone sisustus (valgustus, varustus, seadmed, inimesed);
ventilatsioonisüsteem - rist-ventilatsiooni potentsiaal, korstnaefekti potentsiaal.

Nagu teistegi lahenduste puhul, võidakse ka passiivse projekteerimise põhimõtteid hoone planeerimisel sobimatult kasutada. Edu sõltub väga suurel määral ülalpool välja toodud faktorite arvessevõtmisest ning iga kord vastavalt asukoha iseärasustele parima süsteemi väljatöötamisest.

Hoone kuju ja asend
Klassikaline passiivne projekteerimine asetab planeeritava hoone pikima külje suunaga idast läände, vähendamaks päikese kiirgust ida- ja läänepoolsetele külgedele, mis on eriti oluline just suvel.
Hoone laiuse ja kõrguse suhe määrab ära hoone üldise kuju. Passiivse projekteerimise järgi peaks põhjapoolsemate piirkondade hoonete laiuse ja kõrguse suhe olema 1,0-i lähedal. See tähendab, et maja oleks ruudukujuline. Samas aga soojematel, lõunapoolsematel aladel peaks hoone laiuse ja kõrguse suhe olema väiksem, ehk siis maja muutub pikemaks ja kitsamaks. Nimetatud muutuse põhjuseks on asjaolu, et ruudukujulisel majal on selle ruumala arvestades kõige väiksem välispind. Külmemates piirkondades on aga väga oluline, et maja välispind oleks võimalikult väike, et soojakadu selle kaudu oleks samuti võimalikult väike. Temperatuuride erinevused, mis eeldavad kütmist, on reeglina palju suuremad kui jahutuse puhul, seega maja välispinna suurust on vaja arvestada just eeskätt kütmise seisukohast.
Pikk ja kitsas majatüüp, mida soovitatakse soojematesse piirkondadesse, vähendab ida- ja läänepoolsete välispindade avatust päikesekoormusele, kuna just sinna jõuab muidu kõige rohkem päikesekiirgust. Ida- ja läänepoolsed aknad on sellisel juhul üldiselt väiksemad, elimineerimaks võimalikult palju hommikusest ja pärastlõunasest päikesekoormusest. Lõunasuunas olevatele seintele langeb päeva jooksul erinev kogus päikesekiirgust, aknaid saab samas kergesti kaitsta erinevate varjustus-seadmetega või nende hulka üldse vähendada.

Hoone soojustamisest
Soojustamine on passiivse projekteerimise üks oluline aspekt. Kui eesmärgiks on kasutada päikeseenergiat passiivses küttesüsteemis, siis peaks suure massi ja soojussalvestamisvõimega materjalid olema paigutatud nii, et need saaks päeva jooksul võimalikult palju energiat koguda. Sellised materjalid nagu tellis, betoon, savitellis, mida kasutatakse põrandate ja seinte tegemisel, neelavad endasse päeva jooksul energiat ning õhtu saabudes, kui temperatuur ruumis hakkab langema, jälle vabastavad seda.

Passiivseks jahutussüsteemiks aga peaksid hooned olema just vastupidi - vähese energiasalvestamisvõime ning massiga ja üldiselt hästi isoleeritud, vältimaks soojuse ülekannet. Ideaalse projektsiooni puhul, kus on esindatud nii passiivne küttesüsteem kui ka jahutussüsteem, on tagatud küte talveperioodil ning jahutus suveperioodil. See nõuab hoone enda paigutuse, uste ja akende paigutuse, varjutuse ja kasutatavate materjalide väga hoolikat läbimõtlemist.

Loomulik valgustus
Loomuliku valguse kasutamine valgustussüsteemis on tihti suure valguskasutusega hoonete proovikiviks. Lisaks sellele, et niiviisi saadakse suur osa vajaminevast valgusest tasuta, on loomulikus valguskeskkonnas olemine osutunud nii füüsiliselt, kui ka psühholoogiliselt kasulikuks selle hoone asukatele.

Esimesed laiaulatuslikud teaduslikud uurimustööd päevavalguse kasulikkusest viidi läbi Pacific Gas & Electric Company poolt Kalifornias 1990te lõpus. Uurimus viidi läbi poodides ja koolides. Selgus, et päevavalguse kasutamine poodides tõstis läbimüüki 30-50% ruutjala kohta ning õpilaste õppimiskiirus oli naturaalse valgusega klassides 20-26% kõrgem kui kunstliku valgusega klassides. Seega on selge, et päevavalguse kasutamisel on ainult head küljed - vähenevad energiakulud ning suureneb õppeedukus. Tõenäoliselt toimib see nii ka kontorites. Kuigi seda pole teaduslike meetoditega tõestatud, siis arvatakse, et töötajate produktiivsus kasvab tänu päevavalgusele 10-15%.

Kui suudetakse veenvalt tõestada ühendust inimeste tervise ja heaolu ning päevavalguse vahel, muudaks see suurel määral üldkehtivaid hoonete planeerimise ja ehitamise tavasid. 
 
Passiivne ventilatsioon
Tavaliselt toimub ventilatsioon ventilaatorite ja muude kontrollmehhanismide kaasabil, millega juhitakse väljast õhku hoonesse ning hoones olevat õhku omakorda välja. Arenenumate süsteemide puhul kasutatakse väljast toodud õhku ka veel jahutuseks, mis annab märkimisväärse kulude kokkuhoiu. Kasutades aga õhu liigutamiseks ventilatsioonisüsteemis looduslikke jõude mehhaaniliste süsteemide asemel, väheneb väga suurel määral õhu ringluseks vajamineva energia hulk.

Passiivne ventilatsioon on võimalik, kas tänu termilisele korstnaefektile või Ventuuri efektile. Termilise korstnaefekti põhimõte seisneb asjaolus, et õhk tavaliselt tänu soojendamisele tõuseb vertikaalselt ülespoole. Ventuuri efekti puhul põhjustavad õhu liikumist tuule poolt tekitatud madala rõhuga alad. Optimaalse ventilatsiooni saavutamiseks paigutatakse õhuavade juurde tuulepüüdjad. Tuulepüüdjad pöörduvad automaatselt tuule suunas, põhjustades endi taga õhu tõmmet hoonesse. Külm puhas õhk siseneb ruumi põranda ligidalt, kust see hakkab siis tänu päikesele, kehasoojusele jne. ülespoole tõusma.