معماری Net – Zero چیست؟ اصطلاحات و استراتژی‌های طراحی

با انقلابی که امروزه در بخش ساخت‌وساز  انجام شده است، در حال حاضر نزدیک به ۴۰ درصد از انتشار دی‌اکسیدکربن جهان را این بخش از صنعت تشکیل می‌دهد که ۱۱ درصد از آن حاصل تولید مصالح ساختمانی مانند فولاد، سیمان و شیشه است. پس از همه‌گیری جهانی کووید-19 و تغییرات پس این اتفاق،  شواهد غیرقابل‌انکاری وجود دارد که حاکی از افزایش تغییرات آب‌وهوایی و انتشار دی‌اکسیدکربن است و طبق گزارش وضعیت جهانی ساخت‌وساز ساختمان‌ها در سال ۲۰۲۰ به حداکثر تاریخی رسیده است. اگرچه پیشرفت‌های زیادی از طریق پیشرفت‌های تکنولوژیکی، استراتژی‌ها و مفاهیم طراحی، و فرایندهای ساخت‌وساز حاصل شده است، هنوز راه درازی برای کاهش انتشار کربن به حداقل یا تقریباً صفر در توسعه محیط‌های ساخت وجود دارد.

دولت‌ها در واکنش به این آمار هشداردهنده، برنامه‌های عملی متعددی را برای محدودکردن انتشار کربن و تضمین یک محیط‌زیست پایدار در نظر گرفته‌اند. در ژوئیه ۲۰۲۱، کمیسیون اروپا بسته پیشنهادی برای کاهش حداقل ۵۵ درصدی انتشار خالص گازهای گلخانه‌ای تا سال ۲۰۳۰ تصویب کرد. در اوایل سال جاری، این کمیسیون دومین نسخه از برنامه جدید اروپایی باوهاوس را راه اندازی کرد، ابتکاری که برای تبدیل محیط ساخته شده به محیطی پایدارتر و با ارزش اجتماعی بیشتر طراحی شده است.

همانطور که جهان ماموریتی را به سمت یک محیط خالص – صفر آغاز می کند، در اینجا برخی اصطلاحات وجود دارند که معماری خالص – صفر را در بر می گیرند.

معماری Net – Zero

طبق تعریف، “خالص – صفر” که با نام خنثی سازی کربن نیز شناخته می شود، عمل نفی یا لغو میزان گازهای گلخانه ای تولید شده توسط فعالیت های انسانی، با کاهش انتشارات موجود و اجرای روش های جذب دی اکسید کربن از جو است. اگرچه ساختمان های خالص – صفر نشان دهنده بخشی از پروژه های ساخت وساز جدید هستند، فن آوری، ابزار، و دانشی که معماران در طول سال های گذشته به دست آورده اند، طراحی یک ساختمان خالص – صفر را به یک هنجار جدید تبدیل کرده است. برای طراحی ساختمان های خالص – صفر، ما ۷ مورد را لیست کردیم که باید برای کمک به این هدف جهانی در نظر گرفته شوند. این فهرست شامل استفاده از معماری زیست اقلیم و مفاهیم پسیو، تامین انرژی تجدیدپذیر در محل در صورت امکان، استفاده از لوازم خانگی و روشنایی انرژی کارا و در نظر گرفتن کربن نهان است. فراتر از معماری، برنامه ریزان شهری نیز در تلاش برای یافتن استراتژی هایی برای ایجاد جوامع سازگار با محیط زیست بوده اند. در سال ۲۰۱۸، معماری برای انسان ها محله انتشار صفر را پیشنهاد کرد، یک مفهوم اکو دهکده در شهر پریشتینا در کوزوو که پایداری بهینه را برای کل جامعه از طریق ساختمان های “انتشار صفر”، استراتژی های طراحی غیرفعال، سیستم های خورشیدی فعال، و تجهیزات انرژی کارا تضمین می کند.

انرژی خالص صفر (Net-Zero Energy)

انرژی خالص صفر زمانی است که ساختمان قادر به جبران، یا خنثی سازی مقدار انرژی مورد نیاز برای ساخت و کار در طول عمر خود در تمام جنبه های سایت، منبع، هزینه، و انتشار است. به عبارت دیگر، ساختمان قادر به تولید انرژی کافی برای حذف یا “صفر کردن” مقدار انرژی لازم برای فعالیت روزانه است. ساختمان های انرژی صفر خالص اغلب با این سه معیار طراحی می شوند: “تولید انرژی در محل از طریق تجهیزاتی مانند پنل های خورشیدی یا توربین های بادی، محاسبه مصرف انرژی آن از طریق تولید انرژی پاک در خارج از محل، و کاهش میزان انرژی مورد نیاز از طریق بهینه سازی طراحی”. دستیابی به آن کاملا وابسته به کارآمد بودن ساختمان نیست، بلکه وابسته به کاهش بار انرژی و سپس استفاده از انرژی تجدید پذیر برای جبران انرژی باقی مانده است. نمونه‌ای از ساختمان‌های با انرژی خالص صفر، خانه انرژی خالص صفر طراحی شده توسط Lifethings است که در آن کارفرما یک خانه براساس خرد و اندیشه ای منطقی در طراحی و مناسب بودجه خود می خواست. این خانه ۲۳۰ متری شامل پنل های فتوولتائیک، لوله های جمع آوری حرارت خورشیدی، دیگ بخار سوزاندن چوب، چهار آشپزخانه و چهار حمام است که همگی با بودجه ای اندک ساخته شده اند.

کربن صفر خالص (Net-Zero Carbon)

کربن خالص صفر از طریق کاهش تکنیک های ساخت وساز و مصالح ساختمانی به دست می آید که منجر به انتشار کربن بالا می شود. به عبارت ساده تر:

کل کربن جلوگیری شده از انتشار- کل کربن منتشر شده =کربن خالص صفر

کاهش کربن موجود از طریق انتخاب مختصر مواد و تکنیک های ساخت وساز اغلب منجر به کاهش گازهای شیمیایی مضر می شود که بر بهره وری و سلامت ساکنان تاثیر می گذارد. استودیوی طراحی مانج پاتل (Manoj Patel)با برنامه ریزی هوشمندانه فضا و انتخاب مواد، کربن مثبت و خالصی را ارتقا می دهد که در عین حال سلامت روحی و جسمی سرنشینان خود را نیز تضمین می کند.

کاشی های سفالی به کار رفته در نما به گونه ای برش خورده و به هم متصل شده اند که دیوار را از آسمان جدا کرده و حجم سفید این مجموعه را تکمیل می کنند. این سازه تمام نیازهای اقلیمی و زیبایی شناختی فضا را برآورده می کند، به ویژه از طریق الگوهای مربعی که به موازات تابش خورشید در طول روز قرار دارند و فضایی را برای جریان هوای خنک از طریق منافذ ایجاد می کنند.

انتشار کربن و سوخت های فسیلی

انتشار کربن یا انتشار گازهای گلخانه ای، انتشار ناشی از تولید سیمان و سوزاندن سوخت های فسیلی است و دلیل اصلی تغییرات اقلیمی محسوب می شود. سوخت فسیلی اصطلاح دیگری است که برای توصیف منابع انرژی مبتنی بر کربن تجدید ناپذیر مانند زغال سنگ، گاز طبیعی، نفت خام و فراورده های نفتی به کار می رود. اگرچه این سوخت ها از گیاهان و حیوانات سرچشمه می گیرند، اما سوخت های فسیلی می توانند توسط مخلوط های صنعتی دیگر سوخت های فسیلی مانند تبدیل نفت خام به بنزین موتور نیز ساخته شوند. تخمین زده می شود که تقریبا ۸۰% از کل انتشار گازهای گلخانه ای از احتراق سوخت های فسیلی نشات می گیرد و صنعت ساخت وساز یکی از بزرگ ترین مشارکت کنندگان آن است.

پایداری

طبق تعریف، پایداری زمانی است که یک موضوع می تواند حفظ شود، به این معنی که می توان آن را بدون قطع شدن، از هم پاشیدن یا تضعیف شدن در طولانی مدت حفظ کرد. با این حال، در معماری، اصطلاح “پایداری” در زمینه های مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. برخی از آن ها نشان دهنده آگاهی از محیط زیست، یا “برآورده کردن نیازهای خودمان بدون به خطر انداختن توانایی نسل های آینده برای برآورده کردن نیازهای خود” با استفاده از منابع طبیعی، اجتماعی و اقتصادی است. با نگاهی به تمام پروژه های “پایدار” که توسعه یافته اند و در حال ارائه هستند، هدف آن یک رویکرد جامع است که سه رکن را در نظر می گیرد: محیط زیست، جامعه و اقتصاد، که همه با هم برای تضمین سرزندگی و داوم بشریت دخیل هستند. پایداری تنها در سطح معماری از طریق مواد بازیافتی و تکنیک های ساخت وساز اجرا نمی شود، بلکه در مقیاس شهری نیز اجرا می شود. به عنوان مثال، کمیسیون اروپا چندین پیشنهاد ملی را به تصویب رساند که این قاره را یک گام به سوی اجرای توافق سبز اروپا پیش برد، یک طرح عملی که اتحادیه اروپا را به یک اقتصاد مدرن، کارآمد و رقابتی تبدیل می کند.

طراحی غیرفعال

طبق تعریف، “انرژی غیرفعال خورشیدی، جمع آوری و توزیع انرژی به دست آمده توسط خورشید با استفاده از ابزارهای طبیعی و غیر مکانیکی است”، که در معماری، گرما، روشنایی، نیروی مکانیکی و برق را به طور طبیعی در اختیار ساختمان ها قرار داده است. پیکربندی پشت سیستم های غیرفعال شامل سه نوع: بهره مستقیم، بهره غیرمستقیم و بهره ایزوله است. استراتژی های طراحی مانند: مکان یابی، شکل کلی و جهت گیری با توجه به جهت تابش خورشید، اختصاص اتاق های داخلی با توجه به جهت تابش خورشید و جهت وزش باد، قرار گیری مناسب پنجره ها، چیدمان مناسب ورودی، انتخاب موادی که گرما را جذب  می کنند، نماهای شیشه ای در صورت لزوم، اجرای دیواره ای ترومب، عناصر سایه انداز،توجه به سیستم های ذخیره آب از موارد قابل ذکر هستند.

استفاده مجدد تطبیقی (Adaptive Reuse)

معماران و طراحان شهری مسئولیت دارند تا اطمینان حاصل کنند که فضاهایی که مردم در آن زندگی می‌کنند به آنها، محیط‌زیست، جامعه به‌عنوان یک کل پاسخ می‌دهد و ارزش فرهنگی و تاریخی آن را حفظ می‌کند. بااین‌حال، سال‌های اخیر مشکلات اجتماعی –  فرهنگی متعددی در ارتباط با محیط ساخته شده از جمله بحران‌های مسکن، تخریب بناهای تاریخی، کمبود فضاهای سبز و غیره برجسته شده است. یکی از راه‌های مقابله با این بحران‌ها استفاده مجدد از سازه‌های قدیمی و بازسازی آنها با عناصر جدید به‌جای تخریب و ساخت بنای جدید که ردپای کربن بسیار بزرگ‌تری ایجاد می‌کند است. استفاده مجدد تطبیقی می‌تواند در قالب استفاده مجدد از مصالح، مداخله در معماری‌های از پیش موجود، بازسازی معماری ساختمان‌های  متروکه یا تغییر عملکرد اصلی فضا اجرا شود.