• از ما سوالی دارید؟
  • 021-66571877
  • info@ibimhub.com

تجربه یک معمار در ساخت "خانه صفر انرژی" با استفاده از فناوری بیم

اقامتگاه جکسون ویل، خانه شخصی جان زونا معمار آمریکایی و همسر او است که با استفاده از نرم‏‌افزار آرشیکد ArchiCAD طراحی شده است. این بنای دو قسمتی شامل اقامتگاه اصلی و نیز سوئیت مهمانان به گونه‌ای طراحی شده است که نیاز به سرمایش را در هوای گرم ایالت جنوبی فلوریدا در ایالات متحده تا میزان بسیار زیادی رفع کرده است.

بیمانا: بنای اقامتگاه جکسون‌ویل به شکلی شبیه به توپ فوتبال آمریکایی است. لبه‌های بلند خانه و محل کار به سمت جنوب و شمال قرار گرفته‏‌اند. سمت شمالی بطور طبیعی خنک‌تر است و ایوان‌ها به صورت کامل در قسمت جنوبی در هنگام تابش مستقیم خورشید روی پنجره‌ها سایه می‌اندازند. نکته موجود در نمای خارجی به شکل توپ فوتبال -که در قسمت شرق و غرب خانه این شکل شدت بیشتری به خود می‌‏گیرد- سطح بسیار کم آن برای جذب گرما است. این بنا نمونه‌ای از ساختمان‌های صفر انرژی است که در آن‌ها برآیند مصرف انرژی نزدیک به صفر می‌شود. در این بناها ممکن است حتی انرژی مضاعفی نیز تولید شود.

به گفته زونا هیچ چیز شبیه یک طرح ناب نیست.
«من از یک طراحی معمولی زیبا مربوط به یک خانه معمول معماری‌ساز شروع کردم. همانطور که داشتم مجوزها را آرشیو می‌کردم، از یک سمینار معماران در یک موسسه آمریکایی با موضوع طراحی انرژی پایدار سر درآوردم. من همیشه عاشق طراحی پایدار بودم و این مرتبه از خودم پرسیدم من اینجا دارم چکار می‌کنم؟ من یک شانس طلایی برای طراحی و ساخت خانه با جدیدترین روش‌ها را دارم و چرا باز می‌خوام یک خانه سنتی معماری ساز بسازم؟ چرا دارم اینکار را انجام می‌دهم؟ پس از چارچوبی که همیشه برای کارفرمایان انجام می‌دادم پا را فراتر گذاشتم. طرح‌ها را پاره کردم و یک طرح جدیدی را پشت یک دستمال سفره کشیدم.»
این طرح جدید به شکل توپ فوتبال آمریکایی بود. سپس یک طرح دیگر و اینکار همینطور ادامه پیدا کرد تا به طرح دلخواه رسید.

عوامل انرژی کارآمد

زونا ساختمان سوم را هم به مجموعه خود افزود. یک گلخانه در قسمت مسطح که نقش اصلی در تولید انرژی‌های تجدید‌پذیر را ایفاء می‌کرد. به‌عنوان یک خانه بهره‌مند از انرژی‌های طبیعی تجدیدپذیر، مصرف برق مجموعه جکسون‌ویل از میزان تولید آن کمتر است. این گلخانه دارای پنل‌های فتوولتائیک خورشیدی است که می‌تواند ۶٫۵ کیلووات ساعت برق تولید کند. در ساعات آفتابی روز، یک کنتور مخصوص مجموعه را قادر می‌سازد تا برق را به شبکه فرستاده و دوباره زمانی که نورخورشید بسیار کم است آن را از شبکه وام بگیرد.
زونا می‌گوید «ما حتی می‌توانیم این شبکه را به‌طور کامل حذف کنیم ولی باتری‌ها هنوز به قدر کافی کارآمد نیستند تا بتوانند نیروی برق وابسته به خورشید را کاملاً اقتصادی ذخیره سازند.»
یک سیستم خنک کننده وابسته به انرژی زمین گرمایی نیز به مجموعه افزوده شده است که حتی کمتر از نصف مصرف بهینه‌ترین سیستم‌های تهویه معمول هوا، انرژی مصرف می‌کند. این سیستم آب ۷۰ درجه فارنهایت (۲۱ سانتیگراد) را از سفره آب‌های زیرمینی که در ۳۰۰ فوتی (۹۱٫۵ متر) زیرزمین قرار دارد می‌کشد و از طریق یک مبدل حرارتی دمای آب را به زیر ۵۵ درجه فارنهایت (۱۲٫۷ سانتیگراد) می‌رساند و سپس آب را دوباره به آب‌های زیرزمینی باز می‌گرداند. سیستم‌های معمول خنک کننده هوا میزان بسیار زیادی انرژی برای خنک سازی هوا که از ۱۰۰ درجه فارنهایت (۳۷٫۷ سانتیگراد) آغاز می شود را به هدر می‌دهند.
زونا در مرحله بعد یک برج با گنجایش ۸ هزار گالن (۳۰ هزار لیتر) برای جمع‌آوری آب باران طراحی کرد. از این آب برای استحمام، ظرف‌شویی، لباس‌شویی و دیگر استفاده‌های غیرشرب استفاده می‌شود. پسآب‌ها جداگانه فیلتر شده و برای آبیاری فضای سبز استفاده می‌شود. زباله‌های ارگانیک که شامل ته مانده‌های غذاست و معمولاً در سطل آشغال ریخته می‌شوند به‌صورت کمپوست ( مواد مقوی نباتی/کود) برای باغ و باغداری استفاده می‌شود.
زونا تصمیم گرفت خانه را با روشنایی چراغ‌های LED و چراغ‌های فلورسنت ولتاژ پایین روشن کند که نور هردوی آن‌ها به همان میزان لامپ‌های رشته‌ای قدیمی مطبوع و چشم نوازند. این خانه دارای سیم‌کشی چراغ‌های LED سرتاسری است که به دلیل مقرون به صرفه شدن این فناوری انجام گرفته شده‌اند.
پوشش نمای خانه از فلزات موج‌دار عمودی تشکیل شده است که در عین جذابیت، نور خورشید را بیشتر از آنکه جذب کنند منعکس می‌کنند.
زونا می‌گوید: برای داشتن خانه‌ای که از انرژی‌های تجدیدپذیر طبیعی بهره می‌گیرند، باید وقت زیادی را صرف تفکر در مورد هریک از این تصمیم‌ها کرد. اگر در وهله اول موقعیت خانه را به‌درستی انتخاب نکنید، یکسره با مشکل روبرو خواهید شد. نرم افزار آرشیکد (ArchiCAD) در موقعیت‌یابی ساختمان‌ها و پنل‌ها هم برای محفاظت از گرمای آفتاب و هم در جهت دریافت حداکثری پتانسیل الکتریکی خورشید به ما یاری می‌رساند. هر ابزار الکتریکی که برای پمپ‌ها، فن‌ها، چراغ‌ها و تجهیزات خانه بکار گرفته می‌شوند باید آنالیز شده تا مطمئن شویم مصرف انرژی از ۶٫۵ کیلو وات ساعت تجاوز نمی‌کند. باید توجه داشت که هر یک از این وسایل چه میزان انرژی مصرف می‌کند؟ چه مدت کار می‌کند؟ و اینکه چگونه می‌توان از مزایای روش‌هایی نظیر عایق کاری کارآمد برخوردار شد؟ در نهایت شما باید بجای کسری انرژی به مازاد آن دست بیابید.
افزون بر بهره‌وری محض انرژی، موارد مهم محیط زیستی نیز مطرح است. علاوه بر استفاده مجدد مدبرانه از آب، تمامی مصالح از محل تأمین شده و تراشه‌ها و ته مانده‌های چوبی از ساخت خانه برای مصارف جدید بازسازی می‌شود.

تجربه یک معمار در ساخت "خانه صفر انرژی" با استفاده از فناوری بیم BIM

نقش تعیین کننده فناوری بیم (BIM)

نرم‌افزارهای مدلسازی اطلاعات ساختمان از جمله نرم‌‏افزار آرشیکد (ArchiCAD) و محصولات جانبی آن مانند نرم‌افزار EcoDesigner برای طراحی پایدار و نرم‌افزار MEP Modeler برای طراحی تأسیسات مکانیکی و الکتریکی، زونا را قادر ساخت تا سریعاً خانه را به‌صورت سه بعدی مدلسازی کند.
زونا این مسأله را مطرح می‌کند که چگونه می‌توان داخل یک توپ فوتبال را با نرم افزار دوبعدی رسم کنید و در این کار دقت هم داشت؟ احتمالا هرگز نمی‌توانیم این طراحی را تکمیل کنیم. «تنها روشی که می‌توان این مسأله را انجام داد استفاده از نرم‌افزارهای سه‌بعدی فناوری بیم (BIM) است. با استفاده از این نرم‌افزارها شما می‌توانید در داخل ساختمان قدم زده و همزمان ببینید این فضاها واقعا چقدر مهیج شده‌اند. می‌توانید فضاهایی که بطرز منحصر بفردی شکل گرفته‏اند را به انضمام کیفیت دما در هر دو طبقه‌ حس کنید. می‌توانید مصالح، رنگ‌ها، بافت‌ها و چیدمان اثاثیه مختلف را در بیرون و درون خانه امتحان کرده و انتخاب کنید. من با این دیوارهای منحنی پا به عرصه جدیدی گذاشتم و می‌خواستم قبل از اینکه یک حساب بانکی برای ساخت‌وساز باز کنم ببینم آنها چگونه حس شده و به نظر می‌رسند.»
به محض اینکه یک ساختمان در نرم‌افزار آرشیکد مدل می‌شود، کاربر می‌تواند طرح‌های دوبعدی کف، بلندی‌های ساختمان در نقشه، بخش‌ها و تصاویر قائم (orthographic projections) سازگار با CAD دوبعدی را برای سازندگان بفرستد. با این روش طرح‌ها به‌صورت خودکار و پنج برابر سریع‌تر از CAD دوبعدی -که بیشتر از آنکه مفید باشند هزینه برند- انجام می‌شوند. آرشیکد امکانی سریعتر و آسانتر از CAD دوبعدی را به کاربر می‌دهد.
زونا در خاتمه گفت: «ابزارهای فناوری بیم برای این خانه ویژه الزامی بود چون چیزی فراتر از آنچه که در رویای خود داشتیم را میسر نمود. نتیجه آنکه آرزوی خانه رویایی ما به حقیقت پیوست!»

عضویت در خانه بیم http://ibimhub.com/account/login