خانه کربن صفر چیست و چگونه کار می کند؟
استفاده از انرژی های تجدیدپذیر به عنوان راهکاری برای حذف آلاینده ها و گازهای گلخانه ای، توجه بسیاری را به خود معطوف داشته است. ایده مصرف انرژی خالص صفر که بر این موضوع تکیه دارد، مفهوم تازه ای را وارد زندگی امروزه کرده است.
خانه های سبز، خانه های انرژی صفر، خانه های کربن صفر، خانه های بدون کربن، خانه های انتشار صفر و… همگی عبارت های مختلفی هستند که برای توصیف مفهومی واحد بکار برده می شوند. تمام این عبارت ها درباره خانه هایی صحبت می کنند که بازدهی انرژی فوق العاده کارآمدی دارند و طراحی شده اند تا در هماهنگی و سازگاری کامل با آب و هوای محلی کار کنند.
اگرچه تعریف واحد و استانداری برای خانه کربن صفر وجود ندارد، اما در یک تعریف ساده، خانه کربن صفر (ZCH) به خانه ای اطلاق می شود که مصرف سالانه انرژی آن صفر است و آلاینده های کربنی تولید نمی کند. این ساختمان ها می توانند به شبکه برق سراسری متصل باشند، یا به شکل مستقل عمل کنند. در هر صورت، خانه های کربن صفر با تولید انرژی تجدیدپذیر کافی به صورت محلی – از طریق ترکیبی از فناوری های تولید انرژی های تجدیدپذیر مثل انرژی خورشیدی، بادی و زیست توده – به همان میزان انرژی که در طول یکسال مصرف می کنند، انرژی تولید می کنند. در نتیجه انتشار خالص کربن دی اکسید آنها برابر صفر است.
برای طراحی خانه های با انرژی صفر هیچگونه محدودیتی وجود ندارد. این خانه ها می توانند به شکل آمیخته ای از استانداردهای معماری ثابت و محلی؛ به سبک های سنتی، مدرن، تاریخی، روستایی یا هر سبک دیگر مورد نظر مالک ساختمان طراحی شود. در این مقاله شما می توانید با خانه کربن صفر آشنا شوید.
کاهش انرژی مهم است.
به شکل نظری، خانه های کربن صفر با بهره گیری از انرژی های تجدیدپذیر و همچنین بیشینه کردن بهره وری انرژی، انتشار کربن دی اکسید صفر یا حتی منفی دارند، اما نکته اساسی این است که در طراحی خانه کربن صفر، اصل مهم تولید انرژی نیست؛ بلکه کاهش مصرف انرژی است. به عبارت دیگر، در خانه کربن صفر قبل از تولید انرژی پاک، به بهینه سازی مصرف انرژی در بخش های مختلف ساختمان پرداخته می شود.
اگر انرژی کمتری مصرف و کربن دی اکسید پایین تری تولید کنید، بسیار اقتصادی تر از آن است که بخواهید نیازهای انرژی بالاتر خود را با تولید انرژی تجدیدپذیر بدون کربن جبران کنید. ضمن اینکه همواره باید یک واقعیت را مد نظر داشته باشید؛ محل احداث تمام ساختمان ها لزوماً برای تولید و انتقال انرژی های تجدیدپذیر مناسب نیستند.
در نتیجه این اصل، خانه های کربن صفر در مقایسه با ساختمان های معمولی 77 درصد مصرف انرژی پایین تری دارند. در طراحی این خانه ها نخست با بهره گیری از سیستم های غیر فعال، نیاز انرژی ساختمان را کاهش می دهند و با استفاده از فناوری های مختلف و تجهیزات مکانیکی و الکتریکی کارآمد برای سیستم های روشنایی و گرمایش – سرمایش، مصرف انرژی ساختمان را به حداقل می رسانند. سپس با استفاده هوشمندانه از فناوری و بکارگیری انواع سامانه های تولید انرژی تجدیدپذیر، بین تولید و مصرف انرژی تعادل برقرار می شود.
اهمیت معماری
خانه های کربن صفر سرشار از ابزارها و لوازم انرژی کارآ (Energy Sufficient) و همچنین سامانه های متنوع برای افزایش راندمان انرژی، کاهش مصرف آب و به حداقل رساندن ضایعات هستند. در چنین خانه ای، بواسطه اعمال استانداردهای بهره وری انرژی، استفاده از فناوری های گرمایش و سرمایش و سامانه تهویه مکانیکی کارآمد، استفاده از تجهیزات برقی و گازی استاندارد فوق کم مصرف، سیستم های روشنایی نوین، واحدهای بازیافت گرمایی در فاضلاب و همچنین رویکردهای خارج خانه ای تعدیل کربن (Carbon Offsetting)، انتشار کربن کاهش می یابد.
اما مهم ترین چالش در طراحی خانه های کربن صفر، تنوع شرایط آب و هوایی است. در مناطق گرم، تمرکز بر خنک نگه داشتن خانه است، در حالی که در مناطق سردسیر باید فکری به حال گرم نگه داشتن خانه کرد. در نواحی معتدل نیز نیاز همزمان به گرمایش و سرمایش در فصول مختلف سال وجود دارد.
علاوه بر این، مناطق شهری خصوصاً کلان شهرها با محدودیت های ناشی از محیط همراه هستند. نزدیکی ساختمان های همسایه می تواند بر راهکاری مثل استفاده از توربین های بادی جهت تولید انرژی سایه افکند. همچنین ساختمان های کناری با سایه انداختن روی خانه می توانند فرصت استفاده از صفحات خورشیدی را به خطر اندازند. همچنین تولید انرژی برق آبی در شهرها عملاً اقدامی غیر واقعی و ناممکن است.
در نتیجه این چالش، معماری نقش حائز اهمیتی در طراحی خانه کربن صفر دارد.
نکاتی برای طراحی ساختمان
- جهت گیری ساختمان نسبت به موقعیت روزانه و فصلی خورشید جهت استفاده از نور و گرما به شکل مستقیم و غیر مستقیم
- تامین روشنایی روز با پنجره های سقفی یا لوله های خورشیدی
- جهت گیری مناسب بنا جهت استفاده از جریان طبیعی هوا
- طراحی صحیح فضای داخلی جهت جریان یافتن هوای داخل خانه و همینطور اطراف آن جهت استفاده از تهویه طبیعی
- عایق کاری و استفاده از مصالح ساختمانی مناسب با شرایط اقلیمی
- درزگیری و هواگیری ساختمان
- بهره گیری از سرمای طبیعی زمین در زیرزمین ساختمان
- استفاده از المان های سقفی برای سایه انداختن فصلی
- استفاده از پنجره های چند جداره و هوشمند، نحوه قرارگیری درها و پنجره ها و عمق بیرون زدگی آنها.
15 مزیت خانه های کربن صفر
- مبارزه با گرمایش جهانی
- داشتن خانه ای با داوم تر
- امکان زندگی در هر نقطه دلخواه
- لذت بردن از راحتی محیط
- زندگی سالم تر
- دسترسی بلافاصله به آب گرم
- سرمایه گذاری هوشمندانه
- کاهش هزینه های نگهداری خانه
- استفاده از نور طبیعی خورشید در فضای خانه
- لذت بردن از هوای داخلی تمیزتر و تازه تر
- امکان پس انداز هزینه های قبوض آب و برق
- ایجاد ارزش افزوده هنگام فروش خانه
- لذت بردن از داشتن منبع انرژی پاک
- اجتناب از هزینه های فزآینده انرژی
- زندگی پیشگامانه برای آینده بهتر
منابع
مقاله علمی و آموزشی «خانه کربن صفر چیست و چگونه کار می کند؟»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری و نگارش هیئت تحریریه علمی پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد. در این راستا مقاله محمود حاج زمان در مجله دانشمند، به عنوان منبع اصلی مورد استفاده قرار گرفته است.
