Những phát triển tích cực về năng lượng và net zero - từ Nhật Bản đến Thụy Điển
Trong một cuốn sách mới, Jared Green giới thiệu kiến trúc và thiết kế sáng tạo khai thác năng lượng bền vững và tái tạo trên khắp thế giới
Sức mạnh của 10, Örebro. Ảnh: Mathias Hamrén
Lời của Francesca Perry
Trong cuốn sách mới của mình, Năng lượng tốt: Năng lượng tái tạo và thiết kế cuộc sống hàng ngày, nhà văn kiêm biên tập viên Jared Green đã nêu ra 35 phát triển tích cực về năng lượng hoặc năng lượng từ thập kỷ trước chứng tỏ tiềm năng của kiến trúc và thiết kế đóng vai trò chủ động trong giải quyết khủng hoảng khí hậu. Từ Nhật Bản đến Kenya và từ Thụy Điển đến Singapore, các dự án bao gồm nhiều quy mô, khí hậu và mức thu nhập, cho thấy rằng các bước bền vững có vẻ táo bạo có thể chi phí hợp lý và dễ thực hiện. Nhiều sự phát triển được trưng bày cũng có tác động tích cực rộng rãi hơn, bao gồm các lợi ích xã hội, cộng đồng và kinh tế. Đây là sáu mục yêu thích của chúng tôi.
Power of 10, Örebro, Thụy Điển
Công ty kiến trúc Street Monkey Architects có trụ sở tại Stockholm đã thiết kế loạt 10 ngôi nhà thụ động không sử dụng năng lượng ròng này vào năm 2016. Những ngôi nhà được xây dựng từ các đơn vị đúc sẵn bằng thép tái chế và các kiến trúc sư hướng mái nhà quay về hướng nam để họ có thể lắp đặt quang điện trên mái nhà (PV) tấm để tối đa hóa năng lượng tạo ra. Việc phát triển tạo ra 4 megawatt giờ điện hàng năm và năng lượng do PV trên mái nhà tạo ra cũng cung cấp năng lượng cho bộ sạc xe điện (EV) trong khu vực đậu xe của đơn vị. Mọi năng lượng dư thừa đều được thu thập bởi các tế bào pin 40 kilowatt của mỗi ngôi nhà. Khi pin đầy, năng lượng được bán cho lưới điện của Örebro.
Sweetwater Spectrum, Sonoma, Hoa Kỳ
Ảnh: Marion Brenner
Năm 2009, một nhóm gia đình đã hợp tác với các nhà lãnh đạo dân sự và các chuyên gia để thành lập một tổ chức phi lợi nhuận có tên Sweetwater Spectrum, với tầm nhìn lập kế hoạch và thiết kế một khu phức hợp cộng đồng dân cư mới cho người lớn mắc chứng tự kỷ. Bốn năm sau, khu phức hợp này khai trương trên diện tích 1,1ha của bất động sản ở Sonoma, California.
Cộng đồng năng lượng thuần không, được thiết kế bởi Leddy Maytum Stacy Architects và Roche + Roche Landscape Architecture, có bốn ngôi nhà và một trung tâm cộng đồng, cũng như một hồ bơi trị liệu, một vườn rau hữu cơ và một vườn cây ăn quả với nhà kính và chuồng gà. Các tòa nhà được định hướng để tối đa hóa ánh sáng ban ngày và thông gió tự nhiên, cũng như tối ưu hóa sản xuất năng lượng tái tạo thông qua các tấm PV trên mái nhà. Để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, các tòa nhà kết hợp mức độ cách nhiệt cao và cửa sổ hiệu suất cao, cũng như các tấm che nắng bên ngoài. Các ngôi nhà có máy bơm nhiệt từ không khí sang nước và hệ thống chiếu sáng tiết kiệm năng lượng.
Học viện Avasara, Pune, Ấn Độ
Ảnh: Ariel Huber và Thiết kế vỏ máy
Năm 2013, nhà kinh tế học Roopa Purushothaman đã hợp tác với kiến trúc sư Samuel Barclay - người sáng lập Case Design có trụ sở tại Ấn Độ - để thành lập Học viện Avasara, một trường trung học lớn và bền vững dành cho các nữ sinh có hoàn cảnh khó khăn gần Pune, Ấn Độ. Trường - nơi tiếp tục phát triển với những cấu trúc mới - hy vọng sẽ trang bị cho những cô gái này những kỹ năng để trở thành những nhà lãnh đạo địa phương, quốc gia và toàn cầu trong tương lai. Sử dụng các chiến lược công nghệ thấp, thông minh được bổ sung bởi các tấm PV trên mái nhà, Học viện Avasara đang nỗ lực hướng tới việc sử dụng năng lượng thuần bằng không.
Một hệ thống sáng tạo được tạo ra sử dụng sự thay đổi nhiệt độ hàng ngày để làm mát không gian, loại bỏ nhu cầu về hệ thống cơ khí và đồng thời tiết kiệm tiền. Thiết kế bao gồm ống khói năng lượng mặt trời, ống dẫn đất và cửa sổ với cấu trúc bóng râm để làm mát và thông gió, cũng như sàn và trần nhà sử dụng các chiến lược tản nhiệt để hấp thụ và lưu trữ nhiệt vào ban ngày. Một lợi ích khác của hệ thống làm mát và thông gió, cho phép luồng không khí liên tục, là nó tạo ra một môi trường trong lành hơn cho học sinh và giáo viên. Case Design cũng kết hợp các vật liệu tái chế và tái sử dụng để giảm phát thải khí nhà kính từ việc xây dựng trường học và hỗ trợ quá trình tản nhiệt của các không gian.
Belfield Townhomes, Philadelphia, Hoa Kỳ
Ảnh: Sam Oberter
Trong khu phố Logan của Bắc Philadelphia, nhà phát triển Onion Flats đã thiết kế và xây dựng ba căn nhà phố 4 phòng ngủ giá cả phải chăng, khi ra mắt vào năm 2012 là những căn nhà mới giá rẻ đầu tiên ở Bắc Philadelphia trong 5 thập kỷ. Chúng cũng là những ngôi nhà thụ động được chứng nhận đầu tiên được xây dựng ở Philadelphia và bang Pennsylvania. Onion Flats đã phát triển dự án với Raise of Hope, một công ty phát triển cộng đồng địa phương, dành cho các gia đình vô gia cư trước đây.
Để giảm chi phí và tăng tốc thời gian xây dựng, công ty đã hợp tác với một nhà máy mô-đun địa phương để xây dựng các ngôi nhà bằng các mảnh tiền chế được lắp ráp tại chỗ. Các căn nhà phố bao gồm các tấm PV trên mái nhà, tường siêu cách nhiệt, cửa sổ ba tấm và một máy bơm thu hồi nhiệt. Nếu cư dân ở trong ngân sách năng lượng của họ, thì các ngôi nhà có thể tạo ra nhiều năng lượng khi cần thiết, làm cho chúng hoàn toàn không sử dụng năng lượng.
SMA x ECO Thị trấn Harumidai, Thành phố Sakai, Nhật Bản
Ảnh: Daiwa House Industry Company
SMA x ECO Town Harumidai, hoàn thành vào năm 2014, bao gồm 65 ngôi nhà tích cực năng lượng cùng với một trung tâm cộng đồng. Mỗi ngôi nhà vừa là một nhà máy điện tự duy trì vừa là một cơ sở lưu trữ: năng lượng được sản xuất thông qua các tấm PV trên mái nhà được lưu trữ trong pin lithium-ion, trong khi pin nhiên liệu cung cấp thêm nguồn năng lượng. Trước nguy cơ xảy ra các trận động đất lớn, mỗi ngôi nhà được xây dựng để không chỉ tích cực về mặt năng lượng mà còn phải có khả năng chống chịu. Trong vòng ba năm đầu tiên sử dụng, công trình này đã tạo ra nhiều hơn 15% năng lượng so với năng lượng sử dụng, giảm ước tính 95% lượng khí thải carbon từ việc phát điện.
Các không gian công cộng của sự phát triển có các bảng PV giúp cung cấp năng lượng cho cơ sở hạ tầng dùng chung như đèn đường. Các tòa nhà được bố trí và định hướng để giảm nhu cầu điều hòa không khí vào mùa hè, bằng cách tối đa hóa hiệu quả làm mát của khu rừng xung quanh và gió thịnh hành. Cây xanh đường phố được trồng bên ngoài các khu dân cư và dọc theo các con đường, trong khi các tòa nhà và bức tường chung được bao phủ bởi cây xanh. Chia sẻ của mỗi gia đình trong nỗ lực bảo tồn năng lượng của cộng đồng được hiển thị trong một bảng xếp hạng; những gia đình có thứ hạng cao sẽ được thưởng điểm mà họ có thể sử dụng cho dịch vụ chia sẻ xe EV của sự phát triển.
Trạm sạc EV, Fredericia, Đan Mạch
Ảnh: COBE và Rasmus Hjortshoj - COAST
Hợp tác với nhà cung cấp dịch vụ di động điện Clever và công ty năng lượng E.On, COBE Architects đã tạo ra một trạm sạc EV trên đường cao tốc đi qua Fredericia, một thành phố ở phía đông nam bán đảo Jutland của Đan Mạch. Hoàn thành vào năm 2019, trạm thu phí là trạm đầu tiên trong số 48 trạm được quy hoạch trên đường cao tốc Scandinavia; hiện được trang bị bốn bộ sạc tốc độ cao, những bộ sạc này cuối cùng sẽ được thay thế bằng bộ sạc siêu tốc.
Được thiết kế để gợi nhớ về một lùm cây, cấu trúc bao gồm các yếu tố mô-đun của gỗ bền vững cung cấp bóng râm và nơi trú ẩn. Bên dưới những cấu trúc giống như cây này, bộ sạc tốc độ cao - chạy bằng năng lượng gió và năng lượng mặt trời của Đan Mạch - có thể sạc đầy EV trong 20 đến 30 phút. COBE đã làm việc với Hiệp hội Bảo tồn Thiên nhiên Đan Mạch để trồng các loài cây bản địa, cây bụi và cỏ đa dạng nhằm nâng cao tính đa dạng sinh học trong môi trường đường ô tô.
