Định nghĩa: “Zero energy” là tên gọi những công trình có mức sử dụng năng lượng trung bình cả năm bằng 0. Dạng công trình này đòi hỏi sử dụng năng lượng cực nhỏ, đủ để cân bằng với mức năng lượng tự sinh ra do các thiết bị tái tạo năng lượng (mặt trời, gió…). Thậm chí, nếu được thiết kế và vận hành tốt hơn, các công trình này còn có năng lượng tích cực, nghĩa là sản xuất thừa và bán lại cho lưới điện quốc gia.
Sơ lược:
- Tòa nhà Văn phòng Quỹ Năng lượng Bền vững là tòa nhà tích cực về năng lượng đầu tiên ở Thung lũng Lehigh tại Pennsylvania.
- Ngôi nhà cân bằng năng lượng ở Massachusetts được A3 Architects thiết kế dùng điện hoàn toàn.
- Sưởi ấm địa nhiệt và tường rèm kính ba lớp là một trong những tính năng làm cho Trung tâm Đối tác & Đổi mới Joyce cân bằng năng lượng.
Một số quốc gia – bao gồm Đức, Pháp, Tây Ban Nha, Canada và Ireland – đã đưa ra các mục tiêu để đạt được lượng khí thải năng lượng bằng không vào năm 2050, theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế. Sự thật là không có cách nào để đạt được hiệu quả năng lượng, và bởi vì có rất nhiều chiến lược có thể giúp bạn đạt được net zero – chẳng hạn như các cân nhắc liên quan đến ánh sáng, HVAC và cửa sổ – khó có thể biết bắt đầu từ đâu. Dưới đây là năm ví dụ xây dựng cân bằng năng lượng để mô hình hóa dự án tiếp theo của bạn sau này.
Tòa nhà văn phòng Quỹ Năng lượng Bền vững
Tòa nhà văn phòng Quỹ Năng lượng Bền vững (SEF) do Ashley McGraw Architects và Công ty TN Ward thiết kế nằm trong một vườn táo cũ ở Schnecksville, Pennsylvania, và nó xanh hơn bao giờ hết. Lấy cảm hứng từ các dự án Nhà thụ động, tòa nhà được định vị để tận dụng tối đa ánh nắng mặt trời và bóng râm, bao gồm cả kích thước và khoảng cách cửa sổ để tối ưu ánh sáng ban ngày và giảm thiểu tổn thất năng lượng. Văn phòng, là tòa nhà năng lượng tích cực đầu tiên ở Thung lũng Lehigh, cũng bao gồm một mảng quang điện trên mái nhà tạo ra năng lượng cần thiết cho hoạt động của toàn bộ tòa nhà để giúp nó đạt được thiết kế văn phòng cân bằng năng lượng.
Và thiết kế cũng vừa dễ nhìn lại vừa thân thiện với môi trường trái đất: 3.657,6 mét vuông không gian văn phòng thoáng mát, màu sắc tươi sáng, không gian concept mở và điểm nhấn bằng gỗ tạo nên nội thất hiện đại. Tòa nhà SEF có kế hoạch giảm 75% mức tiêu thụ năng lượng trong khi tạo ra hơn 130% năng lượng cần thiết.
Nhà ở và xưởng Schwaikheim
Với đội ngũ tay nghề làm nhà bằng gỗ khéo léo từ đầu tới cuối, tòa nhà gồm sáu căn hộ và một xưởng này ở vùng nông thôn nước Đức được hình thành với các chất liệu gần như hoàn toàn có thể tái sử dụng. Ông CAPE Ingeniuere, Prof. Markus Binder, và kiến trúc sư schleicher.ragaller đã sử dụng cửa sổ, hệ thống sưởi và điện tỉ mỉ để biến nó thành một tòa nhà hoàn toàn không sử dụng năng lượng. Các tấm quang điện trên mái nhà và một máy bơm nhiệt tuân thủ tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng KfW cũng để giúp đáp ứng các mục tiêu năng lượng của tòa nhà.
Ngôi nhà Đương đại Lịch sử Massachusetts
Vừa hiện đại vừa bền vững đã làm nên Ngôi nhà cân bằng năng lượng bắt mắt này ở vùng Lexington lịch sử, Massachusetts. Trên mái ga-ra để ba chiếc xe của gia đình có gắn 40 tấm pin năng lượng mặt trời — hoàn toàn đủ để trang trải cho việc sử dụng năng lượng hàng năm của ngôi nhà. Được thiết kế bởi A3 Architects, ngôi nhà rộng hơn 1.280 mét vuông cũng hoàn toàn sử dụng điện – từ các thiết bị đến hệ thống sưởi – với kết cấu tường đôi và cửa sổ kính ba lớp để cách nhiệt khít khao, tất cả giúp nó tiết kiệm năng lượng hơn 58% so với một ngôi nhà tiêu chuẩn.
Tòa nhà Khoa học và Sức khỏe John J. Sbrega của Cao đẳng Cộng đồng Bristol
Với hy vọng đạt được mức trung hòa carbon vào năm 2050, Tòa nhà Khoa học và Sức khỏe John J. Sbrega tại Trường Cao đẳng Cộng đồng Bristol ở Massachusetts đang sử dụng các phương pháp tiết kiệm năng lượng theo mọi cách có thể. Được thiết kế bởi Sasaki, thách thức lớn nhất của tòa nhà là hòa vốn lượng năng lượng sử dụng so với năng lượng sản xuất mỗi năm.
Các giải pháp công nghệ và chiến lược xây dựng xanh đã được thiết lập để đáp ứng mọi thứ cần thiết để đào tạo các chuyên gia y tế mà không cần tải nặng và các thiết bị năng lượng cao trong khi vẫn đạt được nhiệm vụ cân bằng năng lượng. Các giải pháp này bao gồm giảm tải điện chiếu sáng và phích cắm, không sử dụng nhiên liệu hóa thạch để sưởi ấm hoặc làm mát và có tủ hút lọc khói hóa học.
Ánh sáng ban ngày để lấy nhiệt từ năng lượng mặt trời và cửa sổ và cửa ra vào kín gió cũng rất quan trọng để tiến tới một tương lai net zero cho Trường Cao đẳng Cộng đồng Bristol.
Trung tâm Đối tác & Đổi mới Joyce
Nhân đôi vai trò là một phòng thí nghiệm và công cụ giảng dạy cho một tương lai bền vững, Trung tâm Đối tác và Đổi mới Joyce tại Cơ sở Fennell của Đại học Mohawk là tòa nhà thể chế cân bằng năng lượng lớn nhất ở khu vực Nam Ontario, trở thành ví dụ hoàn hảo về cách biến các tòa nhà net zero thành công cụ giảng dạy tích cực.
Đội ngũ làm việc tại B+H Architects và mcCallumSather đã rất nỗ lực để thực hiện các chiến thuật xanh bằng cách tuân thủ ngân sách để đảm bảo các mục tiêu năng lượng của họ sẽ thành công. Một vài trong số các chiến thuật xanh đó bao gồm “cánh” bảng điều khiển năng lượng mặt trời trên mái nhà, nguồn cung cấp nhiệt địa nhiệt và bức tường rèm kính ba lớp, hiệu suất cao để ít tiếp xúc với không khí bị rò rỉ nhất.
Edeec
