مسابقه طراحی ساختمان انرژی صفر

مدرسه ای برای آیندگان، نمادی از طراحی و مهندسی پایدار باکمک BIM در صنعت ساختمان

اخیرا یک تیم ۴نفره از دانش آموزان مدرسه Ingemoor در واشنگتن ایالات متحده امریکا موفق به کسب مقام نخست مسابقه سالانه ی طرحی برای آینده شدند. در این رقابت از شرکت کنندگان خواسته بودند تا یک مدرسه ایده آل به سبک زندگی آیندگان، با در نظر گرفتن تمامی قوانین پایداری در ساختمان و استفاده از مصالح سازگار با محیط زیست، طراحی کنند. از آنجاییکه تیم برنده به دنبال دسترسی به یک نمونه ساختمان انرژی صفر بود، تمامی راه های رسیدن به تولید انرژی و استفاده از انرژی های قابل بازیافت را بررسی کرده و آنها را سرلوحه کار خود قرار داد.

اهداف ساختمان انرژی صفر

قبل از هر کاری اهداف پروژه بررسی شد و بر اساس آن تصمیم های لازم برای رسیدن به اهداف در الویت کار قرار گرفت. مهمترین هدف رسیدن به یک ساختمان صفر انرژی بود، که تنها با بهره گیری از انرژی های طبیعی و قابل بازیافت برای تامین نیازهای ساختمان میسر می شد. برای رسیدن به مقصود نهایی باید طراحی مطابق با شرایط اقلیمی و موقعیت قرارگیری سایت پروژه صورت می گرفت، تا بتوان از منابع طبیعی بیشترین استفاده را کرد. پس بدین ترتیب اولین قدم بررسی وضعیت اقلیمی منطقه بود.

اعضای تیم با تکیه بر آموخته های خود در مدرسه که با شرکت در کلاس های مرتبط با طراحی و مهندسی پایدار کسب کرده بودند، اقدام به انتخاب سایت مناسب با مناطبع انرژی طبیعی فراوان کردند. تحقیقات اولیه برروی موقعیت خورشید و حرکت آن در فصول مختلف سال صورت گرفت. بعد از آن مسیر جریان بادهای غالب منطقه، دمای محیط و دیگر شرایط جوی بررسی شد، و در نهایت با استناد بر اطلاعات کاملی که از اداره هواشناسی ناحیه کسب شده بود سایت مدرسه تعیین شد.

آغاز مرحله ی طراحی ساختمان انرژی صفر

پس از تعیین موقعیت مکانی پروژه نوبت به ارائه طرح های اولیه معماری مطابق با اهداف پروژه رسید. در طول طراحی دانشجویان از نرم افزارهای شرکت اتودسک مثل رویت Revit برای تکمیل نقشه ها استفاده کردند. پس از آن از دیگر نرم افزارهای موجود این شرکت برای تحلیل و آنالیز انرژی مورد نیاز ساختمان برای تامین منطقه آسایش کاربران مدرسه بهره بردند.

بدین ترتیب پس از تعیین و محاسبه نیازمندی های انرژی مورد نیاز پروژه، تعداد پانلهای خورشیدی، توربین های بادی و دیگر منابع طبیعی معیین شد.برای استفاده حداکثر از نور طبیعی از پوسته های شیشه ای در نماها بهره بردند، اما برای عدم جدب انرژی گرمایی در تابستان و عدم از دست دادن انرژی در فصول سرد از شیشه های سه جداره استفاده شد.توجه به نکات جزئی و تکنیک های ساده مشابه این موضوع یکی از عوامل موفقیت طرح در تامین انرژی خود ساختمان شد.

انتخاب مصالح ساختمان انرژی صفر

یکی دیگر از اهداف پروژه مدرسه ای برای آیندگان، توجه به سلامت دانش آموزان و پرسنل بود. بدین جهت اعضای تیم درصدد انتخاب مصالح مناسب، سازگار با محیط زیست، قابل بازیافت و موجود در منطقه شدند تا فرایند انتقال آن به پروژه ساده و سازگار با اقلیم منطقه باشد. در این میان استفاده از مصالح مناسب و سیستم تهویه درست باعث می شد تا کیفیت هوای داخل ساختمان سالم  باشد. استفاده از بتن در بسیاری از فضاهای ساختمان پیشنهاد شد، چرا که به سهولت در دسترس بود و جز محصولات پاک آن ناحیه محسوب می شد.

تکمیل طرح ساختمان انرژی صفر

در نهایت با دراختیار گرفتن داده ها و اطلاعات کامل از نیازهای پروژه مدل معماری تکمیل شد. که شامل یک بازوی بلند که در جهت جنوب امتداد داشت و نماهای شیشه ای تعبیه شده در آن باعث جذب حداکثر نور طبیعی برای کلاس ها بود. در ضمن بااستفاده از انرژی های قابل بازیافت که شامل تعدادی پانل های خورشیدی و پمپهای حرارتی بود عملیات جذب حرارت در تابستان و تزریق آن در زمستان به فضاهای داخلی صورت می گرفت.

توربین های بادی نیز در جذب بادهای غالب محوطه اطراف دریاچه  و تامین آن به انرژی سهم به سزایی داشتند. اما استفاده از تکنیک تولید انرژی توسط پانل های تعبیه شده در کف ساختمان که از حرکت دانش آموزان انرژی تولید می کرد هم بسیار کارآمد بود.

از دیگر تکنیک های جالب که باعث برگزیده شدن این طرح و کسب مقام نخست در مسابقه شد، استفاده از آب باران، دیوارهای سبز و بازیافت فاضلاب مدرسه بود. همچنین مدرسه مجهز به سیستم نمایشگر میزان انرژی مورد نیاز در فصول مختلف سال در فضاهای داخلی بود تا دانش آموزان از میزان تولید انرژی توسط فعالیت خود در مدرسه آگاه بوده و سعی در تامین نیازهای خود داشته باشند.

مترجم:زهره یوسفی خو

شیدا یوسفی

پایه یک طراحی، نظارت و اجرا

اولین نویسنده کتب آموزش نرم افزارهای BIM در کشور

تدریس نرم افزارهای پایه BIM , و تخصصی معماری و

دارنده گواهینامه بین المللی از شرکت اتودسک