COVID-19-pandemien har gjort det klart nødvendigheden af at afbøde virkningerne af klimaændringer. Det byggede miljø er en bestemt lovovertræder. Overvej dette: den energi, der blev brugt til at bygge og drive vores bygninger, tegnede sig for næsten 40% af verdens kulstofemissioner i 2018, ifølge den seneste rapport fra FN ‘ s miljøprogram.
politik, især i USA, har sine grænser (se præsident Trumps tilbagetrækning fra Paris-aftalen), så evnen til at gennemføre ændringer er i hænderne på arkitekter og designere. En stadig mere udbredt strategi er i udformningen af netto-nul-energi bygninger, noget arkitekter kan begynde at gennemføre relativt hurtigt i jorden-up boligprojekter og eftermontering. Men hvor skal man starte?
der er en masse terminologi omkring net-nul-energi bygninger, men her bruger vi sin mest grundlæggende definition: et net-nul hjem vil gøre så meget elektricitet på stedet, som det vil forbruge i løbet af et år. Så i teorien vil enhver energi, din bygning tager fra elnettet, blive returneret. “Tænk på det som en checkkonto for din bygning, hvor du tager nogle penge ud og giver nogle penge tilbage,” siger Vikram Sami, direktør for building performance for AD100-firmaet Olson Kundig Architects.
men tror ikke at købe et Tesla soltag vil tage dig der: “Net-nul design er bare så meget mere holistisk end at købe en flok solpaneler,” siger arkitekt Vicki Yuan, en associeret hos AD100 firma Lake|Flato Architects i San Antonio.
uanset om du er en spirende arkitekt, der ønsker at komme ind i denne form for konstruktion eller en indretningsarkitekt, der ønsker at forstå det grundlæggende, nedbryder vi processen med netto-nul boligdesign.
Uddann din klient
din klient kan være interesseret i at opbygge et mere effektivt, miljøvenligt hjem, men de ved muligvis ikke nødvendigvis, at et netto-nul hjem er en mulighed. “De fleste af vores kunder er faktisk ikke bekendt med udtrykket ‘netto-nul energi’, så det er noget, vi skal tale med dem om,” siger Sami fra Olson Kundig. Som et resultat, siger han, designteamet vil starte samtalen ved at udstede et spørgeskema før projektet, hvor klienten kan give detaljer om den ønskede størrelse på huset, den slags rum, de ønsker, og-hvis de ville være interesseret i et hus med netto nul. “Jeg fandt ud af, at når du forklarer det til en klient, er de faktisk meget engagerede og meget begejstrede for det,” siger han.
det er også vigtigt at være på forhånd om omkostningerne. Oftentimes, selvom markant billigere end tidligere, de systemer og produkter, der går ind i en netto-nul hjem er pebret. Her, det hjælper med at vise dine klientnumre: til sidst opvejes investeringen af, hvad din klient sparer på deres elregning. Mary Ann Schicketans, grundlægger af Studio Schicketans i Monterey County, Californien, arbejder sammen med en lokal energikonsulent for at lade tallene tale: “vi foretager grundlæggende afskrivningsberegninger lige foran,” siger hun. “I disse dage, mellem tre og syv år, er du klar, og alt andet er besparelser.”
nævner også skatteincitamenter. For eksempel, nu gennem December 2021, kan en boligejer trække mellem 22% og 26% af omkostningerne ved vedvarende energikilder, som solpaneler, plus installation, fra deres skatter. Stater og kommuner kan tilbyde deres egne incitamenter, så sørg for at gøre din forskning. (DSIRE, en omfattende database over politikker og incitamenter vedligeholdt af North Carolina State University, er en praktisk ressource.)
under visse omstændigheder—selvom din klient beder om det—er det muligvis ikke muligt at bygge eller eftermontere et hjem for at opnå netto-nul energi på grund af lokalt klima, stedforhold og orientering eller alder på den eksisterende bygning. “Det er ikke muligt overalt,” advarer Schicketans. “Jeg ville ønske, at jeg kunne have gjort det i mit eget hjem, men jeg har gigantiske fyrretræer rundt omkring i mit hus og tagskråningerne mod nord.”
men selvom du ikke kan opnå den perfekte ligevægt, siger Yuan, ” jeg tror svaret er, at du stadig kan prøve at komme tæt på, og du kan gøre hvad du kan for at komme derhen.”
saml det rigtige Team
Net-nul design er en kompleks, datadrevet proces, så det er vigtigt, at du samler et team af eksperter. De fleste designteams involverer, ud over arkitekten, en energikonsulent, der vil bygge en model til at forudsige ydeevnen for din bygning, og en maskiningeniør, der vil sikre, at du har de mest effektive HVAC-systemer muligt. Afhængigt af projektets kompleksitet og kundens ønsker, kan du også medbringe andre konsulenter. Og selvfølgelig har du brug for en dygtig entreprenør.
med så mange spillere på arbejde er det vigtigt, siger Yuan, at bringe holdet sammen og skitsere dine mål fra første dag. “Der er meget bygningsvidenskab involveret,” siger hun. “Vi starter normalt projektet med en integreret design charette, der bringer alle på design-og konstruktionsteamet sammen for at sætte mål kollektivt og i samarbejde.”
samling af denne braintrust vil ikke kun hjælpe dig med at designe en bedre bygning, men det vil også gøre dig til en bedre arkitekt. “Du kan lære så meget af disse mennesker, og det føder derefter tilbage til din egen praksis.”
Start med siden
” Når du kommer til netto-nul, starter du ikke med de fotovoltaiske paneler. For mig er det det sidste, du gør,” siger Sami. Først, han anbefaler at analysere det lokale klima, under hensyntagen til sollys, vindmønstre, nedbør, og temperaturområder, som vil informere bygningens design og din samlede netto-nul-strategi.
husets orientering er også kritisk. “Du kan orientere din bygning for at drage fordel af naturlige briser og drage fordel af solen, når du vil have den, og skygge din bygning, når du ikke gør det,” siger Sami. Dette giver dig ikke kun mulighed for at designe en effektiv bygningskonvolut, men det sætter også dine vedvarende energikilder op til succes. For eksempel på den nordlige halvkugle er solpaneler mest effektive, når de vender mod syd, så dit tag skal orienteres i overensstemmelse hermed. Det samme gælder for jordmonterede solpaneler. “Mange af disse ting er meget grundlæggende og har været brugt siden oldtiden—hvor solen står op og går ned, hvor vinden kommer fra,” siger Schicketans.
lad Design gøre det tunge løft
med teamet samlet og masseringen optimeret til stedet, kan du nu koncentrere dig om at gøre din bygningskonvolut så effektiv som muligt. Dette svarer stort set til lufttæthed. Yuan kan lide at citere en analogi, hun hørte fra en betroet maskiningeniør: “du vil tænke på din bygning som en menneskelig krop: du vil trække vejret gennem næsen eller munden—ikke gennem din hud.”
tænk triple-glaserede vinduer, super effektiv isolering, og flittige fa prisade detaljer, der i virkeligheden, forsegle eventuelle revner. Og så kan du finjustere, ved at angive lavenergi HVAC-systemer, apparater og inventar. Din energikonsulent og maskiningeniør kan guide dig gennem denne beslutningstagning baseret på, hvad der giver mening for den specifikke bygning. “Alt skal arbejde sammen, så du kan kontrollere resultatet og være i stand til at udligne det ordentligt,” siger Yuan.eftermontering af boliger for at opnå netto-nul er lidt vanskeligere, fordi du selvfølgelig ikke kan omorientere dit hus, og omvendt konstruktion af en bygningskonvolut kan være dyrt. Yuan forstår dette første hånd: hun og hendes mand har indledt den kirurgiske renovering af en stuk spansk koloniale hus med håb om i sidste ende at opnå netto-nul—på et budget. Eftermonteringen vil medføre isolering af væggene, forsegling af eventuelle revner og bytte i meget effektive nye mekaniske systemer og til sidst et solcelleanlæg på taget. Det er en dyr indsats, men det er det værd: “Mine foretrukne projekttyper er den adaptive genbrug, hvor du slags fejrer historie, og jeg tror ikke, at det at skulle eftermontere dit hus til højtydende standarder betyder, at du vil gå på kompromis med dets æstetik.”
Find ud af vedvarende energi
Når du har reduceret dine elektriske belastninger så meget som muligt gennem ovenstående strategier, kan du henvende dig til din energimodel for at bestemme, hvor meget elektricitet du har brug for at kompensere med vedvarende kilder. I de fleste tilfælde, dette vil være gennem solpaneler, enten monteret på taget, eller i et jordarray. Andre on—site energi generatorer-såsom vind, geotermisk, eller vandkraft-er mere udfordrende at bruge på den indenlandske skala, dyrere, og sværere at forudsige. For eksempel, siger Sami, “vind er virkelig svært at gøre på noget undtagen i industriel skala, efter min erfaring, især i byområder, hvor vindmønstre er uforudsigelige.”
den gode nyhed er, at prisen på solpaneler er faldet dramatisk i de senere år, mens teknologien er blevet endnu mere effektiv. I stigende grad bliver PVs også mindre visuelt påtrængende (Elon Musk satser for eksempel stort på Teslas soltag).
tjek tilbage i
dit projekt er muligvis afsluttet, men arbejdet er endnu ikke afsluttet. Overvågning af dit projekt gennem undersøgelser efter belægning og justering i overensstemmelse hermed er afgørende for designprocessen med netto-nul. Du kan finde ud af, at du skal udligne dit projekts energiforbrug yderligere. “Jeg synes, det er en fantastisk måde at følge op med det, vi har designet, og bevise, at det fungerer. Og hvis det ikke er, Hvordan justerer vi det?”siger Yuan og tilføjer, at kunder, når de ser, hvordan de bruger energi, ofte vil tilpasse deres livsstil. Men nogle gange kan de energiforbrugende syndere være overraskende: i et projekt arbejdede Yuan på, det var en overaktiv poolpumpe. For et nyligt projekt fandt Schicketan ud af, at hun var nødt til at tilføje yderligere jord-PVs for at kompensere for den elektricitet, der blev brugt til at oplade to elektriske køretøjer.
lige så vigtigt som det er at holde styr på dit projekt, skal du også fortsætte med at overvåge, hvad der er næste inden for bæredygtigt design—via en megakonference som Greenbuild, en lokal AIA-kapitelbegivenhed eller gennem efteruddannelseskurser. “Når du først uddanner dig selv om, hvor bygningsvidenskab er, kan du begynde at implementere dem på dine egne projekter,” siger Yuan.
både Yuan og Sami anbefaler stærkt at blive involveret i 2030-udfordringen, en forpligtelse til at få alle nye bygninger og renoveringer til at være kulstofneutrale inden 2030. AIA har slået sig sammen med udfordringens nonprofit arm for at tilbyde et utal af efteruddannelseskurser og andre ressourcer til arkitekter, der ønsker at lære mere om at designe grønnere bygninger.
ovenstående proces, siger Sami, “sætter at komme til netto-nul inden for arkitekten versus fritage os for ethvert ansvar og bare lægge det på ingeniørerne. Det betyder, at vi kommer op med kreative og smukke måder at komme dertil. Det er ikke noget, der tilføjes; det ses som iboende for processen og for produktet.”