pandemia COVID-19 jasno pokazała konieczność łagodzenia skutków zmian klimatycznych. Środowisko zabudowane jest szczególnym przestępcą. Jak wynika z najnowszego raportu Programu Narodów Zjednoczonych ds. środowiska, energia zużyta do budowy i eksploatacji naszych budynków stanowiła prawie 40% światowej emisji dwutlenku węgla w 2018 roku.
Polityka, zwłaszcza w USA, ma swoje granice (zob. wycofanie się prezydenta Trumpa z Porozumienia Paryskiego), więc zdolność do wprowadzania zmian jest w rękach architektów i projektantów. Coraz bardziej rozpowszechnioną strategią jest projektowanie budynków o zerowym zużyciu energii, coś, co architekci mogą stosunkowo szybko rozpocząć wdrażanie w gruntowych projektach mieszkaniowych i modernizacjach. Ale od czego zacząć?
istnieje wiele terminologii dotyczących budynków o zerowym zużyciu energii netto, ale tutaj używamy jej najbardziej podstawowej definicji: dom o zerowym zużyciu energii elektrycznej będzie wytwarzał tyle energii elektrycznej na miejscu, ile zużyje w ciągu jednego roku. Więc teoretycznie, każda energia, którą twój budynek pobiera z sieci elektrycznej, zostanie zwrócona. „Pomyśl o tym jak o rachunku kontrolnym dla swojego budynku, w którym pobierasz pieniądze i oddajesz je” – mówi Vikram Sami, dyrektor ds. wydajności budynku w firmie AD100 Olson Kundig Architects.
ale nie myśl, że zakup dachu słonecznego Tesla zabierze cię tam: „projekt Net-zero jest o wiele bardziej holistyczny niż zakup kilku paneli słonecznych”, mówi architekt Vicki Yuan, współpracownik firmy AD100 Lake|Flato Architects w San Antonio w Teksasie.
niezależnie od tego, czy jesteś początkującym architektem, który chce się zająć tego rodzaju budownictwem, czy projektantem wnętrz, który chce zrozumieć podstawy, przełamujemy proces projektowania domu bez sieci.
edukuj swojego klienta
twój Klient może być zainteresowany budową bardziej wydajnego, przyjaznego dla środowiska domu, ale niekoniecznie musi wiedzieć, że dom bez sieci jest możliwością. „Większość naszych klientów nie zna terminu „energia netto-zero”, więc musimy z nimi o tym porozmawiać”, mówi Sami z Olson Kundig. W rezultacie, jak mówi, zespół projektowy rozpocznie rozmowę, wystawiając kwestionariusz przedprojektowy, w którym Klient może podać szczegóły dotyczące pożądanej wielkości domu,rodzaju przestrzeni, których chce, i-jeśli byłby zainteresowany domem netto-zero. „Odkryłem, że kiedy wyjaśniasz to klientowi, jest on bardzo zaangażowany i bardzo podekscytowany”, mówi.
ważne jest również, aby być z góry o kosztach. Często, choć znacznie tańsze niż w przeszłości, systemy i produkty, które idą do domu netto zero są drogie. Tutaj pomaga pokazać numery klientów: ostatecznie inwestycja zostanie zrównoważona przez to, co twój klient oszczędza na rachunku za energię elektryczną. Mary Ann Schicketanz, założycielka studia Schicketanz w hrabstwie Monterey w Kalifornii, współpracuje z lokalnym konsultantem ds. energii, aby liczby mogły mówić: „wykonujemy podstawowe obliczenia amortyzacji z góry”, mówi. „W dzisiejszych czasach, od trzech do siedmiu lat, Jesteś czysty, a Wszystko inne to oszczędności.”
przytaczają również zachęty podatkowe. Na przykład do grudnia 2021 r. właściciel domu może odliczyć od swoich podatków od 22% do 26% kosztów odnawialnych źródeł energii, takich jak panele słoneczne i instalacja. Państwa i gminy mogą oferować własne zachęty, więc pamiętaj, aby przeprowadzić badania. (Dsire, kompleksowa baza danych polityk i zachęt prowadzona przez North Carolina State University, jest przydatnym zasobem.)
w pewnych okolicznościach—nawet jeśli klient o to poprosi—budowa lub modernizacja domu w celu osiągnięcia zerowej energii netto może nie być możliwa, ze względu na lokalny klimat, warunki na miejscu oraz orientację lub wiek istniejącego budynku. „Nie wszędzie jest to możliwe”, ostrzega Schicketanz. „Chciałbym móc to zrobić we własnym domu, ale mam gigantyczne sosny wokół mojego domu i zbocza dachu w kierunku północnym.”
ale nawet jeśli nie możesz osiągnąć idealnej równowagi, mówi Yuan, ” myślę, że odpowiedź jest taka, że nadal możesz spróbować się zbliżyć i możesz zrobić, co możesz, aby się tam dostać.”
Zbierz odpowiedni zespół
projektowanie Net-zero jest złożonym procesem opartym na danych, dlatego ważne jest, aby zgromadzić zespół ekspertów. Większość zespołów projektowych obejmuje, oprócz architekta, konsultanta ds. energii, który zbuduje model przewidujący wydajność Twojego budynku,oraz inżyniera mechanika, który zapewni Ci najbardziej wydajne systemy HVAC. W zależności od złożoności projektu i życzeń klienta, możesz również poprosić innych konsultantów. I oczywiście potrzebujesz wykwalifikowanego wykonawcy.
przy tak wielu graczach w pracy, ważne jest, mówi Yuan, aby połączyć zespół i nakreślić swoje cele Od pierwszego dnia. „Jest wiele nauki o budownictwie”, mówi. „Zwykle rozpoczynamy projekt zintegrowanym charette projektowym, łącząc wszystkich członków zespołu projektowo-budowlanego, aby wspólnie i wspólnie wyznaczać cele.”
montaż tego braintrust nie tylko pomoże Ci zaprojektować lepszy budynek, ale także uczyni cię lepszym architektem. Mówi Schicketanz: „możesz się wiele nauczyć od tych ludzi, a to z powrotem wpłynie na twoją własną praktykę.”
zacznij od strony
” przechodząc do net-zero, Nie zaczynasz od paneli fotowoltaicznych. Dla mnie to ostatnia rzecz, jaką robisz ” – mówi Sami. Po pierwsze, zaleca analizę lokalnego klimatu, biorąc pod uwagę światło słoneczne, wzory wiatru, opady deszczu i zakresy temperatur, które będą informować o projekcie budynku i ogólnej strategii netto-zero.
orientacja domu jest również krytyczna. „Możesz zorientować swój budynek, aby korzystać z naturalnej bryzy i korzystać ze słońca, kiedy chcesz, a gdy nie, zacienić budynek” – mówi Sami. Umożliwia to nie tylko zaprojektowanie wydajnej powłoki budynku, ale także zapewnia energię odnawialną na sukces. Na przykład na półkuli północnej panele słoneczne są najbardziej skuteczne, gdy są skierowane na południe, więc dach powinien być odpowiednio zorientowany. To samo dotyczy paneli słonecznych montowanych na ziemi. „Wiele z tych rzeczy jest bardzo podstawowych i były używane od czasów starożytnych—tam, gdzie słońce wschodzi i zachodzi, skąd pochodzą wiatry”, mówi Schicketanz.
pozwól projektowi wykonać ciężkie podnoszenie
dzięki zmontowanemu zespołowi i zoptymalizowanemu masowaniu pod kątem witryny, możesz teraz skoncentrować się na zapewnieniu jak największej wydajności obudowy budynku. To w zasadzie odpowiada szczelności. Yuan lubi przytoczyć analogię, którą usłyszała od zaufanego inżyniera mechanika: „chcesz myśleć o swoim budynku jak o ludzkim ciele: chcesz oddychać przez nos lub usta-nie przez skórę.”
pomyśl o potrójnych szybach, super wydajnej izolacji i starannych detalach elewacji, które w efekcie uszczelniają wszelkie pęknięcia. Następnie można dostosować, określając niskoenergetyczne systemy HVAC, urządzenia i osprzęt. Twój konsultant ds. energii i inżynier mechanik mogą przeprowadzić Cię przez ten proces decyzyjny w oparciu o to, co ma sens dla konkretnego budynku. „Wszystko musi współpracować, abyś mógł kontrolować wynik i móc go odpowiednio zrównoważyć”, mówi Yuan.
modernizacja domów w celu osiągnięcia zera netto jest nieco trudniejsza, ponieważ oczywiście nie można zmienić orientacji domu, a odwrotna Inżynieria obudowy budynku może być droga. Yuan rozumie to z pierwszej ręki: ona i jej mąż rozpoczęli chirurgiczną renowację hiszpańskiego stiukowego domu kolonialnego z nadzieją, że w końcu osiągną zero netto przy budżecie. Modernizacja obejmie izolację ścian, uszczelnienie wszelkich pęknięć i wymianę wysoce wydajnych nowych systemów mechanicznych, a ostatecznie dachową instalację słoneczną. To kosztowne przedsięwzięcie, ale warto: „Moje ulubione typy projektów to adaptacyjne ponowne wykorzystanie, w którym świętujesz historię i nie sądzę, że konieczność modernizacji domu do wysokich standardów wydajności oznacza, że zamierzasz zagrozić jego estetyce.”
Dowiedz się o Odnawialnych Źródłach Energii
gdy zmniejszysz swoje obciążenia elektryczne w jak największym stopniu dzięki powyższym strategiom, możesz zwrócić się do swojego modelu energetycznego, aby określić, ile energii elektrycznej potrzebujesz zrównoważyć za pomocą źródeł odnawialnych. W większości przypadków będzie to przez panele słoneczne, zamontowane na dachu lub w układzie naziemnym. Inne generatory energii na miejscu – takie jak energia wiatrowa, geotermalna lub wodna—są trudniejsze w użyciu na skalę krajową, droższe i trudniejsze do przewidzenia. Na przykład, mówi Sami, ” wiatr jest naprawdę trudny do zrobienia na cokolwiek poza skalą przemysłową, z mojego doświadczenia, szczególnie w obszarach miejskich, gdzie wzory wiatru są nieprzewidywalne.”
dobrą wiadomością jest to, że cena paneli słonecznych drastycznie spadła w ostatnich latach, a technologia stała się jeszcze bardziej wydajna. Coraz częściej PVs stają się mniej natrętne wizualnie (na przykład Elon Musk obstawia duży dach słoneczny Tesli).
sprawdź ponownie w
Twój projekt może być ukończony, ale praca jeszcze się nie skończyła. Monitorowanie projektu poprzez badania po najmie i odpowiednie dostosowanie ma kluczowe znaczenie dla procesu projektowania netto-zero. Może się okazać, że trzeba jeszcze bardziej zrównoważyć zużycie energii w projekcie. „Myślę, że jest to świetny sposób, aby przejść przez to, co zaprojektowaliśmy i udowodnić, że to działa. A jeśli nie, to jak go skorygujemy?”mówi Yuan, dodając, że klienci, gdy zobaczą, jak wykorzystują energię, często dostosowują swój styl życia. Ale czasami sprawcy zużycia energii mogą być zaskakujący: w projekcie, nad którym pracował Yuan, była to nadaktywna pompa basenowa. W przypadku jednego z ostatnich projektów Schicketanz stwierdziła, że musi dodać dodatkowe PVs naziemne, aby zrekompensować energię elektryczną używaną do ładowania dwóch pojazdów elektrycznych.
równie ważne jest, aby mieć oko na swój projekt, powinieneś również nadal monitorować, co dalej w zrównoważonym projektowaniu—za pośrednictwem mega konferencji, takiej jak Greenbuild, lokalnego wydarzenia AIA chapter lub poprzez kursy ustawiczne. „Kiedy już nauczysz się, gdzie znajduje się nauka o budownictwie, możesz zacząć wdrażać je we własnych projektach” – mówi Yuan.
zarówno Yuan, jak i Sami gorąco zalecają zaangażowanie się w Wyzwanie 2030, zobowiązanie do tego, aby wszystkie nowe budynki i renowacje były neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla do 2030 roku. AIA połączyła siły z organizacją non-profit the challenge, aby zaoferować niezliczone kursy edukacyjne i inne zasoby dla architektów, którzy chcą dowiedzieć się więcej o projektowaniu bardziej ekologicznych budynków.
powyższy proces, mówi Sami, „stawia dojście do net-zero w zakresie architekta, a zwalnia nas z jakiejkolwiek odpowiedzialności i po prostu nakłada ją na inżynierów. Oznacza to, że wymyślamy kreatywne i piękne sposoby, aby się tam dostać. Nie jest to coś, co jest dodawane; jest postrzegane jako nieodłączne dla procesu i produktu.”