معماری با رویکرد انرژی صفر (Net Zero)
معماری نه فقط در مقیاسهای کلان بلکه حتی در روند طراحی و ساخت ویلاها، خانه‌ها و سایر ساختمان‌های شهری، نیازی مبرم به آنالیز میزان تولید کربن دی اکسید و سایر گازهای گلخانه ای دارد.
ایدئولوژی انرژی صفر یا Net Zero (به معنای صفر بودن برآیند میزان کربن‌دی‌اکسید تولید و جذب شده توسط ساختمان نسبت به محیط) از نیازهای حیاتی جوامع انسانی محسوب میشود. در روند طراحی و ساخت ویلاها به عنوان یکی از پرطرفدارترین کاربریها، به کارگیری تکنولوژی انرژی صفر، موجب میشود تا تمام تصمیمات از قبیل انتخاب مصالح بومی، عدم دخالت در طبیعت سایت و چیدمان باز پلان، در راستای رسیدن به ساختمانی انرژی مثبت یا Net Positive گرفته شود. شالوده اصلی طراحی و ساخت ویلاهای انرژی صفر را بازگشت به اصول پایداری تشکیل می‌دهد که با تمرکز بر بحران آب و هوایی و اقلیم جهانی، از قابلیت‌ها و فرصت‌های طبیعی که سایت در اختیار طراحان قرار می‌دهد به بهترین نحو استفاده میکند.
مطلب پیشنهادی: طراحی ویلا باغ
در تعریف و بررسی طراحی و ساخت ویلا و یا هر کاربری دیگری با انرژی صفر، باید به این موضوع توجه داشت که این بناها به طور کلی به انرژی‌های تجدیدناپذیر دسترسی دارند، اما تنها زمانی از این انرژی استفاده می‌کنند که سیستم هوشمند آنها قادر به تامین نیاز ساختمان به انرژی لازم از روش‌های پاک و پایدار نباشد.
این ساختمان‌ها با استفاده از باتری، سیستم‌های کامپیوتری و هوش مصنوعی، روزبه‌روز خودبسنده تر و هوشمندتر شده تا آنجایی که قادر هستند در تمام مدت سال؛ حتی در روزهای زمستانی که اثری از تابش خورشید نیست، از انرژی‌های تجدیدناپذیر استفاده نکنند. معماری ویلا، به ویژه در زمینه طراحی و ساخت ویلا در سال‌های اخیر سعی دارد از این میزان نیز فراتر رفته و بتواند علاوه‌بر این‌که میزان کربن‌دی‌اکسید سطح کره زمین را کاهش می‌دهد، بیشتر از میزان مصرف خود، انرژی تولید کرده و به عنوان یک منبع انرژی برای بناهای واقع در همسایگی نیز مورد استفاده قرار گیرد.
محورهای اصلی طراحی و ساخت ویلای Me-Kwa-Mooks که فرم نهایی این بنا را شکل دادهاند شامل چگونگی دسترسی به ساختمان، تامین دید به پارک جنگلی و برکه مجاور و ایجاد بنایی انرژی صفر و خود بسنده است.
این ویلا بر روی زمینی شیبدار در پارک Me-Kwa-Mooks واقع شده است که دیدی مطلوب را به سمت برکه فراهم میکند. کارفرمایان این پروژه سال‌های زیادی را در ژاپن زندگی کرده و حس تعلق آنها به عناصر و المان‌های فرهنگی و معماری سنتی و مدرن ژاپن باعث شد تا طراحی و ساخت ویلا برای طراحان به شکل پلی میان گذشته و حال تعریف شود. از طرفی، شغل و علایق متمایز کارفرمایان که سابقه سال‌ها کار کردن در سیرک را دارند، الهامات جدیدی را برای معماران به ارمغان آورده تا فضایی زنده، باز و پرانرژی طراحی کنند.
برای مطالعه درباره طراحی ویلا ۲۰۲۲ نیز میتوانید روی لینک کلیک نمایید.
ویژگی‌های سایت و خواسته های کارفرمایان در نهایت به شکل دو حجم جداگانه که توسط یک وجه به یکدیگر متصل هستند، نمایان شده است. چیدمان فضاهای داخلی به دور شومینه مرکزی به نحوی است که از هیچ جهتی مانعی برای دید به برکه و درختان پارک وجود نداشته باشد. هم‌چنین معماران در طراحی و ساخت ویلای Me-Kwa-Mooks با استفاده از چوب درختان کهنسال جنگل و پنل های فلزی در طراحی نمای هر یک از احجام ویلا، ترکیبی از معماری گذشته و حال حاضر را به نمایش درآورده اند. احجامی که بنای ساختمان را تشکیل می‌دهند با الهام از معماری ژاپن، توسط ایوانی بزرگ و چوبی به یکدیگر متصل شده و موجب ایجاد فضایی باز و خصوصی در محیط جنگلی میشود.
خودبسنده و انرژی صفر بودن بنا، مهم‌ترین موضوع و چالش برای کارفرمایان و هم‌چنین معماران این پروژه بود. بر همین اساس بر روی سقف ویلا از پنل‌های خورشیدی بر اساس محاسبات و تحقیقات تیم معماری استفاده شده است. این پنل ها تمام نیازهای گرمایشی و الکتریکی ساختمان را تامین کرده و از طرفی میزان انرژی صرف شده برای ساخت و نگهداری این ویلا به طور سالیانه با میزان انرژی تولید شده توسط این پنل‌های خورشیدی برابر است که همین موضوع منشاء انرژی صفر بودن Me-Kwa-Mooks شده است.
مطالعه بیشتر: طراحی ویلای مدرن در امارات
انتخاب دیگری که در طراحی و ساخت ویلای انرژی صفر نقش موثری در خودبسندگی آن از لحاظ مصرف انرژی دارد، طراحی پلان باز با مرکزیت شومینه است. این شومینه با الهام از چادرهای سیرک و عناصر معماری قدیمی ژاپنی طراحی شده است و فضاهای اطراف شومینه مرکزی شامل آشپزخانه، نشیمن و ناهارخوری با ایوان چوبی در ارتباط هستند. سقف بیرون‌زده این ایوان، موجب ایجاد سایه شده و وزش باد، هوای خنک و تازه پارک جنگلی را به داخل می‌آورد. طراحی راه‌پله مارپیچ حول دودکش شومینه که به طبقه دوم و فضاهای خصوصی می‌رسد نیز نقش مهمی در جریان یافتن هوا به طبقات بالا دارد و در فصول سرد سال نیز با روشن شدن شومینه منجر به گرم شدن طبقه بالایی می‌گردد.
طراحی و ساخت ویلای پرینت شده که به طور کامل انرژی صفر است برای اولین بار توسط دفتر Might Buildings به عنوان یک نمونه از برنامه طراحی شهرکی با 40 واحد ویلایی در جنوب کالیفرنیا انجام شده است و یک طراحی مدرن شهرک ویلایی به حساب میاید. این پروژه با هدف کشف امکانات محیط طبیعی و تکنولوژی، توسعه اقتصادی و تهیه ویلاهایی لوکس و مقرون‌به‌صرفه در سایت زیبای صحرای Hot Springs واقع گردیده است.
با استفاده از جدیدترین تکنولوژی و همکاری با کمپانی‌های متخصص در چاپ سه‌بعدی، طراحی و ساخت ویلا در این شهرک با مساحتی حدود 160 متر مربع امکان‍پذیر شده است. هر ویلا دارای دو اتاق خواب مجهز به حمام‌های مخصوصی به نام کواترو (Quatro) است که قادر است معادل انرژی مصرف شده توسط ساکنان را از طریق قطعات تشکیل شده از پنل‌های خورشیدی تامین کند.
دیوارهای خارجی از پنل‌های سنگی کامپوزیت چاپ شده تشکیل شده‌اند که به عنوان جایگزین بتن در طراحی و ساخت ویلا مورد استفاده قرار گرفته است، با وزنی حدود 30% کمتر از بتن، چهار برابر بیشتر از آن ظرفیت کششی و خمشی دارد. در اثر استفاده از سنگها به شکلی قابل توجه از میزان کربن‌دی‌اکسید تولید شده در روند ساخت کاسته شده است. صفحات استیل روی سقف و لوله‌های تاسیسات مکانیکی نیز به شکل پیش ساخت تهیه شده و در کمتر از یک روز در محل سایت بر روی بستر بتنی چاپ شده، قرار گرفته‌اند.
مطلب پیشنهادی: طراحی ویلا دوبلکس
جمع‌بندی
با وجود تغییرات انقلابی که در زمینه ساختمان‌سازی، تولید مصالح جدید، تغییر رویکرد معماران و طراحان در کانسپت و دغدغه‌های طراحی و روند ساخت و ساز صورت گرفته است، معماری هنوز راه درازی را در پیش دارد تا بتواند نقش موثری در کاهش میزان کربن‌دی‌اکسید منتشر شده در طبیعت داشته باشد.
همان‌طور که در نمونه‌های بررسی شده نیز قابل مشاهده بود، طراحی و ساخت ویلای انرژی صفر به هیچ وجه به شکل محدودیتی در روند طراحی تلقی نمی‌شود، بلکه به عنوان یک راهنما به معمار کمک میکند تا پیش از رسیدن به فرم نهایی ساختمان و تکمیل نقشه‌ها، به بررسی قابلیت‌های سایت و محیط پیرامون پرداخته و طراحی را در مسیر استفاده حداکثری از این ویژگیها پیش ببرد.