Cách thức hoạt động của ZeroHouse

Hầu hết chúng ta đều cố gắng để lại "dấu ấn của mình" trên thế giới. Tuy nhiên, gần đây, xu hướng là để lại càng ít dấu ấn càng tốt cho môi trường của chúng ta.

Sau khi nghe các phương tiện truyền thông bàn tán về chi phí dầu mỏ ngày càng tăng và sự khởi đầu của hiện tượng ấm lên toàn cầu , nhiều người đang tìm cách giảm dấu chân sinh thái cá nhân của họ , hoặc tác động có hại lên hành tinh. Mọi người cảm thấy có ý thức kinh tế tốt và quản lý môi trường để thúc đẩy công nghệ xanh. Công nghệ xanh tìm cách giảm thiểu các yếu tố có hại cho môi trường - từ chất thải quá mức đến phụ thuộc vào năng lượng cần thải ra khí nhà kính.

Ngay cả các tập đoàn quy mô lớn cũng đã và đang đầu tư vào công nghệ tiết kiệm năng lượng để giảm dấu chân sinh thái của họ và đạt được "tín nhiệm đường phố" với những khách hàng yêu thích môi trường sống xanh của họ. Kiến trúc sư cũng không ngoại lệ. Màu xanh lá xây dựng , là quá trình thực hiện công nghệ xanh để làm cho các cấu trúc sử dụng năng lượng và tài nguyên hiệu quả hơn, đang dần trở nên phổ biến.

Bộ sưu tập Hình ảnh Thiết kế Trang chủ

­

Ngày nay, nhiều tòa nhà được mô tả là bền vững - sử dụng ít năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch hơn các cấu trúc truyền thống. Nhưng một số thiết kế nhất định, như của zeroHouse, đe dọa cách mạng hóa ý tưởng về công trình xanh và làm lu mờ những người đi trước để xác định lại hoàn toàn tính bền vững. Rất ít tòa nhà thực sự đáp ứng được ý tưởng về tính bền vững theo cách của những người thợ không nhà. Sử dụng công nghệ xanh, tiên tiến, thiết kế của zeroHouse hoạt động hoàn toàn ngoài lưới điện (như trong lưới điện), chỉ sử dụng năng lượng tái tạo của mặt trời .

Hãy tưởng tượng một ngôi nhà không chỉ đơn thuần là tiết kiệm năng lượng, nhưng không có một hóa đơn năng lượng nào trong hộp thư của nó. Hãy tưởng tượng một ngôi nhà bền vững không hy sinh sự thoải mái của bạn. Không chỉ vậy, hãy tưởng tượng bạn có thể xây dựng ngôi nhà này ở một vị trí hẻo lánh không có đường dây điện, xây dựng ngôi nhà tiền chế này chỉ trong một ngày và chỉ với hai chiếc xe tải phẳng chở đầy vật liệu.

Hãy tiếp tục đọc để tìm hiểu thông tin chi tiết về ngôi nhà mơ ước xanh trong tương lai này.

Nội dung

1. Không có dây, không có kết nối: Tổng quan về ZeroHouse
2. Nguồn duy nhất của ZeroHouse Power: Năng lượng mặt trời
3. Đóng băng nhiệt: Cách nhiệt ZeroHouse
4. Zero Waste for ZeroHouse: Nước & Thùng rác
5. Nó thực sự gắn kết ngôi nhà với nhau: Bộ não ZeroHouse và mỏ neo

Mặc dù thiết kế này chưa được xây dựng, nhưng zeroHouse đầy tham vọng đã giành được giải thưởng Thiết kế của Hiệp hội Kiến trúc sư Texas vào năm 2007. Kiến trúc sư Scott Specht, ở Specht Harpman, tuyên bố rằng thiết kế sẽ thoải mái phù hợp với bốn người lớn, mặc dù chỉ rộng 650 feet vuông. Dưới đây là tóm tắt các thông số kỹ thuật:

Nếu bạn ngại đưa ra các lựa chọn thiết kế, zeroHouse có thể phù hợp với bạn. Là một ngôi nhà tiền chế , nhiều đồ đạc đã được chủ nhân chọn sẵn và lắp sẵn. Những đồ đạc này bao gồm:

Tuy nhiên, nếu bạn muốn thể hiện sự tinh tế trong thiết kế cá nhân của mình, bạn sẽ vẫn có tùy chọn để tùy chỉnh zeroHouse của mình ở một mức độ nhất định. Ví dụ, bạn có thể thông báo sở thích của mình về các vật liệu và mẫu màu nhất định, bao gồm cả màu bên ngoài của ngôi nhà.

Ngoài các tiện nghi khác, ngôi nhà còn có hệ thống đèn LED chiếu sáng âm tường và trần nhà. Những đèn này có thể điều chỉnh độ sáng, nhưng quan trọng hơn, chúng có hiệu suất cao. Không giống như bóng đèn sợi đốt , chúng không chuyển đổi nhiều năng lượng thành nhiệt. Thay vào đó, nhiều năng lượng của chúng hướng tới việc phát ra ánh sáng , giúp tiết kiệm năng lượng ngôi nhà cho những việc khác.

Cấu trúc sẽ yêu cầu bảo trì ít. Các tấm bên ngoài của tòa nhà bao gồm các vật liệu có khả năng chống trầy xước và móp méo. Những vật liệu này cũng ngăn ngừa sự hao mòn nói chung, và để chống ăn mòn, khung thép được kết dính và sơn tĩnh điện.

Kiến trúc sư sử dụng mọi khía cạnh có thể có của ngôi nhà để đáp ứng nhu cầu thoải mái và hiệu quả, bao gồm cả thiết kế ngoại thất kỳ quặc. Các lớp khác nhau của cấu trúc, được gọi là mô-đun, được luân phiên luân phiên để cung cấp bóng râm và sàn cho cư dân.

Nếu bạn lo lắng về cảm giác an toàn trong zeroHouse, hãy yên tâm. Không chỉ có hệ thống khóa hoàn toàn mới mà cửa ra vào còn kết hợp vật liệu Kevlar (vật liệu cứng gấp 5 lần thép tính theo trọng lượng) và cửa sổ có SentryGlas, có khả năng chống va đập.

Specht hình thành dự án này đặc biệt dành cho những người muốn giảm dấu vết sinh thái của họ và những người có tiền để chi tiêu cho mục tiêu đó. Ví dụ, cấu trúc có thể phục vụ như một nhà khách hoặc là nơi nghỉ ngơi cuối tuần cho những người giàu có. Giá ban đầu ước tính vào khoảng 350.000 đô la, với tổng kích thước chỉ 650 bộ vuông, nó ở mức 530 đô la cho mỗi bộ vuông. Tuy nhiên, Specht hy vọng rằng nhu cầu sẽ sớm tăng cung, làm giảm chi phí đúc sẵn [nguồn: Livingston ].

Kiến trúc sư hy vọng sẽ có những chiếc zeroHouses đầu tiên được xây dựng vào cuối năm 2008 [nguồn: Livingston ]. Ngôi nhà này sẽ chạy như thế nào nếu không có sự trợ giúp của đường dây điện? Đọc trang tiếp theo để tìm hiểu.

Quá khắn khít đến nổi không thoải mái?

Đối với nhiều người, 650 feet vuông dường như quá nhỏ để có thể vừa vặn thoải mái cho bốn người lớn. Tuy nhiên, kiến ​​trúc sư lập luận rằng những căn hộ nhỏ bé chuyển thành một dấu ấn sinh thái nhỏ và tiết kiệm năng lượng. Các tính năng tích hợp và thiết kế tổng thể của ngôi nhà giúp tối đa hóa không gian có sẵn [nguồn: West ].

Có lẽ điều tuyệt vời nhất về thiết kế của zeroHouse là nó hoàn toàn dựa vào năng lượng mặt trời để chạy tất cả các chức năng cần thiết. Nó khai thác năng lượng của ánh sáng mặt trời với các mảng quang điện (PV) và các tấm nước nóng năng lượng mặt trời gắn trên đỉnh nhà. Các mảng và tấm này kết hợp năng lượng mặt trời các tế bào , giống như trên một máy tính chạy bằng năng lượng mặt trời. Ánh sáng mặt trời chiếu xuống trái đất trong các viên nang - cái mà các nhà khoa học gọi là photon . Các photon này chứa năng lượng, và nhiệm vụ của các tế bào năng lượng mặt trời là chuyển đổi năng lượng đó thành điện năng sử dụng được .

Khi các photon va vào vật liệu bán dẫn của pin mặt trời, năng lượng của các photon sẽ phá vỡ các electron khỏi nguyên tử của chúng. Điều này tạo ra một dòng electron, hoặc một dòng điện. Hệ thống mảng PV trên đỉnh zeroHouse có thể sử dụng dòng điện này làm điện năng cho bất kỳ nhu cầu điện năng nào mà cư dân có - chẳng hạn như TV và tủ lạnh tích hợp sẵn . Ngôi nhà không cần phải dựa vào các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch và phát thải khí nhà kính để sản xuất năng lượng. Ngẫu nhiên, năng lượng mặt trời này cũng làm cho ngôi nhà hoàn toàn phù hợp với các vị trí địa lý xa xôi, nơi không có đường dây điện. Kiến trúc sư cho rằng các mảng PV trên zeroHouse là cực kỳ bền. Chúng không bị mất hiệu quả ngay cả sau khi sử dụng nhiều.

Bởi vì ngôi nhà dựa vào ánh sáng mặt trời để cung cấp năng lượng, bạn có thể tự hỏi điều gì sẽ xảy ra khi mặt trời không chiếu sáng. Tại sao TV và tủ lạnh không tắt vào ban đêm hoặc thậm chí vào những ngày nhiều mây? Pin có thể lưu trữ một lượng năng lượng mặt trời nhất định để zeroHouse có đủ năng lượng để chạy ngay cả khi không có mặt trời chói chang. Kiến trúc sư tuyên bố rằng ngôi nhà tiết kiệm đủ năng lượng mặt trời sau khi được sạc đầy để chạy trong tối đa một tuần không có mặt trời.

Mặc dù thực tế là các tấm PV có thể tạo ra năng lượng đầy đủ, nhưng điều quan trọng vẫn là giữ cho mức tiêu thụ năng lượng của ngôi nhà ở mức thấp. Để tiết kiệm năng lượng, các kiến ​​trúc sư đã kết hợp một số tính năng vào thiết kế, đặc biệt là tính năng cách nhiệt. Chúng ta sẽ thảo luận về các tính năng đó trên trang tiếp theo.

Một chút gì đó bổ sung

Trong một số vùng khí hậu nhất định, không có khả năng các tấm PV của zeroHouse sẽ tạo ra nhiều năng lượng hơn nhu cầu của ngôi nhà. Khi điều này xảy ra, cư dân có thể chuyển hướng nguồn năng lượng bổ sung để cung cấp năng lượng cho chiếc xe hybrid của họ .

Thiết kế của zeroHouse hầu như đạt được mọi mục tiêu của công nghệ xanh bằng cách hoạt động hoàn toàn ngoài lưới điện. Tuy nhiên, điều này sẽ không thể xảy ra nếu nó không được cách nhiệt thích hợp. Do tính chất nhà tiền chế nên thiết kế cần có thể sử dụng được trong nhiều loại thời tiết khác nhau - cả khí hậu nóng và lạnh. Mặc dù ngôi nhà kết hợp hệ thống sưởi và điều hòa không khí hiệu quả cao , nhưng vật liệu cách nhiệt cho phép những hệ thống đó hoạt động ít nhất có thể bằng cách ngăn nhiệt xâm nhập khi thời tiết nóng và thoát ra khi thời tiết lạnh.

Cấu trúc cách nhiệt bao gồm bọt ô kín , không giống như bọt ô hở, ngăn dòng hơi ngoài nhiệt. Lớp cách nhiệt này đạt được xếp hạng khả năng chịu nhiệt R-58 cho tường, mái và sàn. Xếp hạng độ bền nhiệt cho biết vật liệu ngăn dòng nhiệt tốt như thế nào. Xếp hạng cách nhiệt của zeroHouse cao một cách ấn tượng, đặc biệt nếu bạn so sánh nó với xếp hạng cách nhiệt tường được khuyến nghị tiêu chuẩn nằm trong khoảng từ R-11 đến R-28 ở Hoa Kỳ [nguồn: EERE ].

Mỗi phòng đều có cửa sổ toàn tường, vì vậy điều quan trọng là những cửa sổ đó phải chống lại luồng nhiệt. Các cửa sổ toàn tường này được cách nhiệt ba lớp và sử dụng kính gương nhiệt low-e . "Low-e" đề cập đến độ phát xạ thấp và có nghĩa là thủy tinh kết hợp một lớp oxit kim loại, cản trở sự truyền nhiệt. Kính gương nhiệt phản xạ nhiệt vô hình mà không phản chiếu quá nhiều ánh sáng .

Tính đến từng ngóc ngách, kiến ​​trúc sư cũng sử dụng vật liệu cách nhiệt chất lượng cao cho cửa. Các cánh cửa được cách nhiệt bằng các tấm aero-gel kín chân không. Aero-gel là một chất được NASA làm từ vật liệu tương tự như thủy tinh. Tuy nhiên, aero-gel ít đặc hơn nhiều so với thủy tinh - trên thực tế, nó là chất rắn nhẹ nhất trên trái đất [nguồn: Stenger ], và nó là một vật liệu cách nhiệt rất hiệu quả.

Nhờ lớp cách nhiệt này, ngôi nhà thích hợp ở nhiều vùng khí hậu. Kiến trúc sư khẳng định ngôi nhà phù hợp ở vĩ độ 36 N đến 36 S, vào bất kỳ thời điểm nào trong năm. Tuy nhiên, trong các mùa thích hợp, bạn có thể thoải mái chiếm giữ ngôi nhà ở các vĩ độ từ 47 N đến 47 S.

Hệ thống đường ống dẫn nước của ngôi nhà cũng rất hiệu quả, dựa vào một lực lượng có sẵn vào bất kỳ thời điểm nào trong ngày, có thể truy cập được trên toàn cầu, có thể tái tạo và cực kỳ rẻ (trên thực tế, nó miễn phí). Đọc về nguồn năng lượng này ở trang tiếp theo.

Ngoài hệ thống điện và vật liệu cách nhiệt, thiết kế của zeroHouse còn kết hợp công nghệ xanh cho cả việc tiêu thụ nước và đầu ra chất thải. Để phù hợp với sứ mệnh bảo tồn tài nguyên và tính linh hoạt của vị trí, zeroHouse có một bể chứa trên mái để thu nước mưa. Bể chứa có thể chứa tới 22.000 gallon nước. Bằng cách này, không cần kết nối với nguồn nước, ngôi nhà có thể thu thập và tiết kiệm nước để sử dụng. Hệ thống này thậm chí còn bao gồm hai cơ chế lọc hoạt động để làm sạch nước và làm cho nước có thể uống được. Một công cụ bảo tồn nước khác mà ngôi nhà kết hợp là một nhà vệ sinh xả nước thấp . Loại bồn cầu này sử dụng ít nước hơn để thực hiện các chức năng xả nước giống như bồn cầu truyền thống.

Hệ thống ống nước dựa vào lực của trọng lực để giữ cho nước chảy trong nhà. Là một nguồn năng lượng miễn phí và dễ tiếp cận, trọng lực là một nguồn năng lượng “xanh” lý tưởng. Lực hấp dẫn truyền nước qua các thiết bị dẫn nước áp suất thấp để cung cấp nước cho ngôi nhà [nguồn: Tây ]. Sử dụng trọng lực cho phép ngôi nhà tránh sử dụng điện để cung cấp năng lượng cho máy bơm nước.

ZeroHouse cũng rất tháo vát với thùng rác của mình. Hoa Kỳ vứt bỏ hơn 200 triệu tấn chất thải rắn mỗi năm và hơn một nửa được đưa vào các bãi chôn lấp [nguồn: EPA ]. Công nghệ xanh cố gắng cung cấp những cách thức mới để giữ cho môi trường trong sạch bằng cách giảm thiểu chất thải của chúng ta. Theo xu hướng này, các nhà thiết kế của zeroHouse tin rằng thùng rác là một thứ lãng phí khủng khiếp. Vì vậy, họ đã kết hợp một đơn vị phân trộn bên dưới zeroHouse để thu gom chất thải.

Các đơn vị phân hủy phân hủy chất thải hữu cơ thành phân bón có thể sử dụng được. Giống như tất cả các đơn vị phân trộn khác, đơn vị dưới quyền của zeroHouse hoạt động bằng cách khai thác các quá trình tự nhiên của vi khuẩn bằng cách cho chất thải này tiếp xúc với lượng đất, nước và oxy thích hợp. Đất có sự góp mặt của vi sinh vật, là cơ chế thúc đẩy quá trình này. Các vi sinh vật, bao gồm vi khuẩn, tìm kiếm rác trong đống rác, chúng sẽ phân hủy vật liệu một cách hiệu quả. Nước và oxy cần phải là một phần của phương trình để giúp vi sinh vật phát triển và thực hiện công việc của chúng.

Bộ phận ủ phân dưới zeroHouse chuyển đổi chất thải hữu cơ thành phân bón. Kiến trúc sư tuyên bố rằng, trong điều kiện sử dụng bình thường, đơn vị này chỉ cần được làm trống hai lần một năm.

Ngôi nhà này không chỉ hiệu quả mà còn thông minh. Tìm hiểu về bộ não của ngôi nhà và cấu trúc xương của nó ở trang tiếp theo.

Bỏ vào thùng rác

Mặc dù các đơn vị làm phân trộn được biết đến là phát ra mùi khó chịu, nhưng bên dưới khu nhà không có mái che được đậy kín trong một ngăn quay đặc biệt và được thông gió qua mái nhà để ngăn mùi khó chịu rò rỉ vào các khu vực sinh hoạt. Ngoài ra, bộ phận ủ này phần lớn không cần bảo dưỡng, tạo thành những viên gạch ủ mà chỉ cần lấy ra sau mỗi sáu tháng [nguồn: West ]

Một hệ thống đặc biệt giúp giữ cho chủ sở hữu kiểm soát các tính năng khác nhau của ngôi nhà. Kiến trúc sư gọi đây là "bộ não của ngôi nhà" và nó làm cho toàn bộ ngôi nhà được tự động hóa. Bằng cách sử dụng các cảm biến đặc biệt được gắn xung quanh ngôi nhà, bộ não của ngôi nhà có thể theo dõi các hoạt động. Bộ não điều chỉnh việc sử dụng điện năng trong nhà. Nó thậm chí còn có trạng thái ngủ đông để bảo trì ngôi nhà khi không sử dụng. Hệ thống dựa trên web, vì vậy cư dân có thể theo dõi hệ thống này thông qua máy tính của họ .

ZeroHouse có một liên lạc nhẹ nhàng, và không chỉ vì dấu chân sinh thái hầu như không tồn tại của nó . Hệ thống nền móng của ngôi nhà thực sự có tác động tối thiểu đến mặt đất nơi ngôi nhà tọa lạc. Bốn neo xoắn ốc giữ cho nền móng vững chắc trong khi không phá vỡ cảnh quan. Kiến trúc sư đã bố trí hệ thống nền móng theo cách này để cấu trúc chỉ chạm đất tại bốn điểm này. Điều này làm cho ngôi nhà rất phù hợp với những vị trí khó hoặc không được phép xây dựng phức tạp hơn.

Mặc dù những chiếc mỏ neo này chỉ có tác động nhẹ đến trái đất, nhưng sẽ cần nhiều hơn những tiếng hu hu hu hu hu hu và hích hích để thổi bay chiếc zeroHouse. Hệ thống neo, kết hợp với khung thép hình ống của ngôi nhà, cho phép ngôi nhà chịu được sức gió lên tới 140 dặm / giờ (225 km / giờ). Trên thực tế, cấu trúc của các mỏ neo được cho là cho phép ngôi nhà nằm an toàn trên độ dốc lên đến 35 độ hoặc thậm chí ở độ sâu tới 10 feet nước.

ZeroHouse làm cho cuộc sống ngoài lưới điện dường như là một thực tế hợp lý. Tuy nhiên, những người hoài nghi chỉ ra rằng công nghệ xanh vẫn rất đắt tiền và do đó không thể sử dụng trên quy mô rộng. Tuy nhiên, đối với những người lo ngại về sự nóng lên toàn cầu , khả năng sống mà không phụ thuộc vào năng lượng dẫn đến giải phóng khí nhà kính là một sự trêu ngươi. Thời gian sẽ trả lời liệu zeroHouse có thể chống chọi với môi trường khắc nghiệt, nhu cầu năng lượng của cư dân và các nhà phê bình hay không.

Hãy xem các liên kết trên trang tiếp theo để tìm hiểu về các công trình xanh và công nghệ bền vững khác.

Zero-Town

Đã bị ấn tượng bởi thiết kế của zeroHouse, một nhà phát triển Trung Quốc muốn xây dựng một cộng đồng bao gồm 15 zeroHouses để giới thiệu các tính năng tuyệt vời của thiết kế [nguồn: Livingston ].

 Những bài viết liên quan

Các liên kết tuyệt vời hơn

Nguồn