te ontwerpen de covid-19-pandemie heeft duidelijk gemaakt dat de effecten van klimaatverandering moeten worden beperkt. De gebouwde omgeving is een bijzondere overtreder. Bedenk dit: de energie die wordt gebruikt om onze gebouwen te bouwen en te exploiteren was goed voor bijna 40% van de wereldwijde CO2-uitstoot in 2018, volgens het meest recente rapport van het Milieuprogramma van de Verenigde Naties.het beleid, met name in de VS, heeft zijn grenzen (zie President Trump ‘ s terugtrekking uit de Overeenkomst van Parijs), dus het vermogen om verandering teweeg te brengen ligt in de handen van architecten en ontwerpers. Een steeds vaker voorkomende strategie is in het ontwerp van net-zero-energy gebouwen, iets wat architecten relatief snel kunnen beginnen met het implementeren van grond-up woonprojecten en retrofits. Maar waar te beginnen?
Er is veel terminologie rond net-zero-energy gebouwen, maar hier gebruiken we de meest basisdefinitie: een net-zero huis zal op locatie evenveel elektriciteit produceren als het in de loop van een jaar zal verbruiken. Dus in theorie, alle energie die uw gebouw neemt van het elektriciteitsnet zal worden teruggegeven. “Zie het als een bankrekening voor je gebouw waar je wat geld meeneemt en wat geld teruggeeft”, zegt Vikram Sami, directeur building performance van AD100-firma Olson Kundig Architects.
maar denk niet dat het kopen van een Tesla zonnedak je daar naartoe zal brengen: “Net-zero design is zo veel meer holistisch dan het kopen van een bos zonnepanelen,” zegt architect Vicki Yuan, een medewerker bij AD100 bedrijf Lake|Flato Architects in San Antonio, Texas.
of u nu een ontluikende architect bent die op zoek is naar dit soort bouw of een interieurontwerper die de basis wil begrijpen, we breken het proces van Net-zero home design af.
Informeer uw cliënt
uw cliënt kan geïnteresseerd zijn in het bouwen van een efficiënter, milieuvriendelijker huis, maar zij hoeven niet per se te weten dat een net-zero huis een mogelijkheid is. “De meeste van onze klanten zijn eigenlijk niet bekend met de term ‘net-zero energy’, dus het is iets waar we met hen over moeten praten”, zegt Sami van Olson Kundig. Als gevolg daarvan, zegt hij, zal het ontwerpteam het gesprek kickstart door het uitgeven van een pre-project vragenlijst waarin de klant details kan geven over de gewenste grootte van het huis, het soort ruimtes dat ze willen, en—als ze geïnteresseerd zijn in een net-zero huis. “Ik heb gemerkt dat wanneer je het aan een klant uitlegt, ze er eigenlijk erg betrokken en erg enthousiast over zijn”, zegt hij.
Het is ook belangrijk om vooraf te zijn over de kosten. Vaak, hoewel aanzienlijk goedkoper dan in het verleden, de systemen en producten die gaan in een net-zero huis zijn prijzig. Hier, het helpt om uw klant nummers te tonen: uiteindelijk zal de investering worden gecompenseerd door wat uw klant bespaart op hun elektriciteitsrekening. Mary Ann Schicketanz, oprichter van Studio Schicketanz in Monterey County, Californië, werkt samen met een lokale energie-consultant om de nummers het woord te laten voeren: “we doen basisafschrijvingsberekeningen recht vooruit,” zegt ze. “Deze dagen, tussen de drie en zeven jaar, ben je helder en al het andere is besparingen.”
noemt ook fiscale stimuleringsmaatregelen. Zo kan een huiseigenaar tot December 2021 tussen 22% en 26% van de kosten van hernieuwbare energiebronnen, zoals zonnepanelen, plus installatie, aftrekken van zijn belastingen. Staten en gemeenten kunnen hun eigen prikkels bieden, dus zorg ervoor dat je onderzoek te doen. (DSIRE, een uitgebreide database van beleid en prikkels onderhouden door North Carolina State University, is een handige bron.)
in sommige omstandigheden-zelfs als uw klant erom vraagt-is het mogelijk dat het niet mogelijk is om een huis te bouwen of om te bouwen om net-nul energie te bereiken, vanwege het lokale klimaat, de omstandigheden op de locatie, en de oriëntatie of leeftijd van het bestaande gebouw. “Het is niet overal haalbaar”, waarschuwt Schicketanz. “Ik wou dat ik het in mijn eigen huis had kunnen doen, maar ik heb gigantische pijnbomen rondom mijn huis en de dakhellingen naar het noorden.”
maar, zelfs als je dat perfecte evenwicht niet kunt bereiken, zegt Yuan, ” ik denk dat het antwoord is dat je nog steeds kunt proberen om dichtbij te komen en je kunt doen wat je kunt om daar te komen.”
Assemble the Right Team
Net-zero design is een complex, data-gedreven proces, dus het is belangrijk dat je een team van experts samenbrengt. De meeste ontwerpteams omvatten, naast de architect, een energieadviseur, die een model zal bouwen om de prestaties van uw gebouw te voorspellen, en een werktuigbouwkundige, die ervoor zal zorgen dat u over de meest efficiënte HVAC-systemen beschikt. Afhankelijk van de complexiteit van het project en de wensen van de klant, kunt u ook andere consultants inschakelen. En natuurlijk heb je een ervaren aannemer nodig.
Met zoveel spelers aan het werk, is het belangrijk, zegt Yuan, om het team samen te brengen en je doelen te schetsen vanaf dag één. “Er is veel bouwkunde bij betrokken”, zegt ze. “Meestal starten we het project af met een geïntegreerde ontwerp charette, waarbij iedereen in het ontwerp-en bouwteam samen doelen stelt.”
het samenstellen van dit brein zal je niet alleen helpen een beter gebouw te ontwerpen, maar het zal je ook een betere architect maken. Schicketanz zegt: “Je kunt zoveel van deze mensen leren en het werkt dan terug in je eigen praktijk.”
begin met de Site
” bij het bereiken van net-zero start u niet met de fotovoltaïsche panelen. Voor mij is dat het laatste wat je doet”, zegt Sami. Ten eerste adviseert hij het analyseren van het lokale klimaat, rekening houdend met zonlicht, windpatronen, regenval en temperatuurbereiken, die het ontwerp van het gebouw en uw algehele net-zero strategie zal informeren.
de oriëntatie van het huis is ook kritisch. “U kunt uw gebouw oriënteren om te profiteren van de natuurlijke bries en om te profiteren van de zon wanneer u wilt en schaduw uw gebouw wanneer u dat niet doet,” Sami zegt. Dit stelt u niet alleen in staat om een efficiënte gebouwschil te ontwerpen, maar het zet ook uw hernieuwbare energie op voor succes. Bijvoorbeeld, op het noordelijk halfrond, zonnepanelen zijn het meest effectief wanneer u naar het zuiden, dus uw dak moet dienovereenkomstig worden georiënteerd. Hetzelfde geldt voor op de grond gemonteerde zonnepanelen. “Veel van deze dingen zijn erg basic en worden al sinds de oudheid gebruikt—waar de zon opkomt en ondergaat, waar de wind vandaan komt”, zegt Schicketanz.
laat ontwerp het zware werk doen
met het team samengesteld en de massa geoptimaliseerd voor de site, kunt u zich nu concentreren op het zo efficiënt mogelijk maken van uw gebouwschil. Dit komt neer op luchtdichtheid. Yuan citeert graag een analogie die ze hoorde van een vertrouwde werktuigbouwkundige: “je wilt denken over je gebouw als een menselijk lichaam: je wilt ademen door je neus of je mond—niet door je huid.”
denk aan driedubbele beglazing, superefficiënte isolatie en zorgvuldige geveldetails die in feite scheuren Dichten. En dan kun je verfijnen door energiezuinige HVAC-systemen, apparaten en armaturen op te geven. Uw energieadviseur en werktuigbouwkundige begeleiden u bij deze besluitvorming op basis van wat zinvol is voor het specifieke gebouw. “Alles moet samenwerken, zodat je het resultaat kunt controleren en goed kunt compenseren”, zegt Yuan.
het aanpassen van huizen om net-nul te bereiken is iets lastiger omdat u uw huis natuurlijk niet kunt heroriënteren en een gebouwschil kan reverse-engineering duur zijn. Yuan begrijpt dit uit de eerste hand: zij en haar man zijn begonnen met de chirurgische renovatie van een stucwerk Spaans koloniaal huis met de hoop uiteindelijk het bereiken van netto-nul—op een budget. De retrofit zal leiden tot het isoleren van de muren, het dichten van eventuele scheuren, en het ruilen in zeer efficiënte nieuwe mechanische systemen, en, uiteindelijk een dak zonne-array. Het is een dure onderneming, maar de moeite waard: “Mijn favoriete projecttypen zijn het adaptieve hergebruik waarbij je de geschiedenis viert en ik denk niet dat het achteraf aanpassen van je huis aan hoog presterende normen betekent dat je de esthetiek in gevaar brengt.”
Bereken hernieuwbare energiebronnen
zodra u uw elektrische belasting zo veel mogelijk hebt verminderd door de bovenstaande strategieën, kunt u zich wenden tot uw energiemodel om te bepalen hoeveel elektriciteit u moet compenseren met hernieuwbare bronnen. In de meeste gevallen zal dit gebeuren door middel van zonnepanelen, ofwel gemonteerd op het dak, of in een grond array. Andere on—site energiegeneratoren-zoals wind, geothermische of waterkracht-zijn moeilijker te gebruiken op de binnenlandse schaal, duurder, en moeilijker te voorspellen. Zo zegt Sami: “Wind is echt moeilijk om te doen op iets anders dan een industriële schaal, in mijn ervaring, vooral in stedelijke gebieden waar windpatronen onvoorspelbaar zijn.”
het goede nieuws is dat de prijs van zonnepanelen de afgelopen jaren drastisch is gedaald, terwijl de technologie nog efficiënter is geworden. PVs worden ook steeds minder visueel opdringerig (Elon Musk zet bijvoorbeeld veel in op het zonnedak van Tesla).
Check terug in
uw project is mogelijk voltooid, maar het werk is nog niet voorbij. Het monitoren van uw project door middel van post-occupancy studies en het aanpassen daarvan is cruciaal voor het net-zero ontwerpproces. Misschien moet u het energieverbruik van uw project verder compenseren. “Ik denk dat het een geweldige manier is om door te gaan met wat we hebben ontworpen en te bewijzen dat het werkt. En als dat niet zo is, hoe passen we het dan aan?”zegt Yuan, toe te voegen dat klanten, zodra ze zien hoe ze energie gebruiken, zullen vaak hun levensstijl aan te passen. Maar soms kunnen de daders van het energieverbruik verrassend zijn: in een project waar Yuan aan werkte, was het een overactieve zwembadpomp. Voor een recent project vond Schicketanz dat ze extra grond PVs moest toevoegen om de elektriciteit te compenseren die wordt gebruikt om twee elektrische voertuigen op te laden.
net zo belangrijk als het is om je project in de gaten te houden, moet je ook blijven volgen wat er gaat gebeuren op het gebied van duurzaam ontwerpen—via een mega conferentie zoals Greenbuild, een lokaal AIA hoofdstuk evenement, of via permanente educatie cursussen. “Zodra je jezelf leert waar building science is, kun je beginnen met het implementeren van je eigen projecten”, zegt Yuan.
zowel Yuan als Sami bevelen sterk aan om betrokken te raken bij de uitdaging voor 2030, een toezegging om alle nieuwe gebouwen en renovaties tegen 2030 koolstofneutraal te hebben. De AIA heeft samen met de non-profit-arm van de challenge een groot aantal permanente educatieve cursussen en andere middelen aangeboden aan architecten die meer willen weten over het ontwerpen van groenere gebouwen.
het bovenstaande proces, zegt Sami, ” plaatst het bereiken van net-zero in het kader van de architect versus het vrijgeven van ons van enige verantwoordelijkheid en het gewoon op de ingenieurs leggen. Het betekent dat we creatieve en mooie manieren bedenken om er te komen. Het is niet iets dat wordt toegevoegd; het wordt gezien als intrinsiek aan het proces en het product.”