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10 Schritte zum Entwerfen einer klimaabhängigen Architektur

Klimaorientiertes Design reduziert den Energieverbrauch


Da Gebäude fast die Hälfte des Energieverbrauchs in den Vereinigten Staaten beitragen und der Energieverbrauch der wichtigste Faktor für die globale Erwärmung ist, liegt der naheliegende Weg zur Abschwächung des Klimawandels darin, Gebäude mit niedrigem oder niedrigem Energieverbrauch zu planen.

Um dies zu erreichen, müssen Sie zu den Grundlagen zurückkehren und sorgfältig prüfen, wie das Design eines Gebäudes auf die Besonderheiten eines bestimmten Standortes optimiert wird, um das Potenzial extremen Energieverbrauchs zu minimieren.

10 Schritte zur klimagerechten Architektur

Climate Responsive Architecture berücksichtigt die Saisonalität, die Sonnenrichtung (Sonnenpfad und Sonnenposition), den natürlichen Schatten der umgebenden Topographie, Umweltfaktoren (wie Wind, Niederschlag, Feuchtigkeit) und Klimadaten (Temperatur, historische Wettermuster, usw.), um komfortable und energieeffiziente Häuser zu entwerfen.

Kurz gesagt, müssen Architekten Folgendes berücksichtigen, bevor Sie mit dem Entwurf und der Architektur eines Gebäudes beginnen:

  1. Führen Sie eine Standortanalyse durch. Bestimmen Sie Wettermuster, Klima, Bodentypen, Windgeschwindigkeit und -richtung, Heizgradtage und Sonnenpfad. Schauen Sie sich die Wasserflüsse, den Lebensraum und die Geologie des Ortes an. Dokumentieren Sie jeden mit einem qualifizierten Team von Fachleuten, um die Auswirkungen des Gebäudes an diesem spezifischen Ort zu verstehen. Dies ist ein Ansatz, der die besten ökologischen Nachhaltigkeitspraktiken berücksichtigt.
  2. Planen Sie das Gebäude auf dem Gelände. Verwenden Sie einen integrativen Planungsprozess, um anhand einer Grundmasse des Gebäudeplans vor Ort den optimalen Standort für das zu positionierende Gebäude zu ermitteln. Die zu berücksichtigenden Faktoren sind der Zugang zu einer Infrastruktur, die sich mindestens 100 Fuß von Wasserscheiden entfernt hält und nicht innerhalb einer Überschwemmungsfläche und in einem Lebensraum mit bedrohten Arten entsteht. Fragen, welche Bäume und andere vorhandene geologische Merkmale vermieden werden sollten oder wie Wasser durch den Standort fließt, kann den Standort des Gebäudes bestimmen.

  1. Es geht um die Sonne. Orientieren Sie das Gebäude nach den Himmelsrichtungen. Ziel ist es, die Sonnenmenge zu maximieren, die den Raum im Winter erwärmt (also weniger Energie zum mechanischen Heizen benötigt) und die Sonnenmenge zu reduzieren, die das Gebäude im Sommer kocht (daher weniger Energie zum mechanischen Kühlen benötigt).
  2. Wählen Sie die geeigneten Fensterbereiche und Verglasungstypen basierend auf der Ausrichtung aus. Nach Süden ausgerichtete Fassaden sollten eine Fensterfläche haben, die ihrer Ausrichtung entspricht, und für die Verglasung sollte ein Doppel- oder Dreifachglas mit niedriger E-Beschichtung verwendet werden, um die Wärmemenge zu minimieren, die in den heißesten Monaten in den Raum gelangt, während die Wärme im kühleren Winter im Inneren bleibt Monate. Zum Beispiel wird die nach Süden ausgerichtete Glasfensterwand die Bewohner in den heißen Sommermonaten innen kochen, wenn die Fassade nicht beschattet wird.

  1. Die Gestaltung von Gebäudehüllen variiert stark nach geografischen Gebieten. Bei der Gestaltung der Gebäudehülle variieren Faktoren wie Isolierung, Dampfsperren und Luftbarrieren radikal, je nachdem, ob das Projekt im kalten, schneereichen Norden, im heißen und feuchten Süden oder in der trockenen Wüste liegt.
  2. Minimieren Sie den Fußabdruck des Gebäudes. Hinterfragen Sie die wahren Bedürfnisse des Programms. Benötigen Sie so viel Platz? Gibt es Möglichkeiten, wie Räume multifunktional werden können? Brauchen wir so viele private Büros, wenn einige Mitarbeiter gelegentlich telekommunizieren und Büros gemeinsam nutzen können? Wenn Ihr Team mit dem Minimierungsprogramm vertraut ist, sehen Sie sich die Größe Ihres Footprints an. Ist es möglich, zusätzliche Storys hinzuzufügen, um den Footprint zu verkleinern? Auf diese Weise wird das Gebäude weniger Aushubkosten und mehr Wandflächen haben, die von den Erwärmungseffekten der Sonne und einer Erhöhung der Tageslichteinstrahlung profitieren können.

  1. Design für natürliche Belüftung. Da warme Luft aufsteigt, kann ein Gebäude gekühlt werden, indem es für die Belüftung des Stapels ausgelegt wird, indem kühlere Luft aus niedrigen Öffnungen im Gebäude angesaugt wird, während Wärme durch Öffnungen im oberen Bereich des Raums abgeführt wird. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Luft bewegt, hängt von der vertikalen Entfernung zwischen den Einlässen und Auslässen, ihrer Größe und dem Temperaturunterschied über die Höhe des Raums ab. Dies könnte verhindern, dass Insassen ein krankmachendes Syndrom erleben.
  2. Entspannen Sie den Komfort der Bewohner. Die meisten Gebäude in dieser Zeit sind so konzipiert, dass sich die Bewohner bei rund 78 Grad Fahrenheit ziemlich wohl fühlen. Bei einem auf das Klima ansprechenden Design kann die Reduzierung der zum Kühlen und Heizen des Gebäudes verwendeten Energie jedoch dazu führen, dass natürliche Systeme verwendet werden, dh Sonne und Wind. Mit diesen ist es erstaunlich, wie viel Energie gespart werden kann, wenn Gebäudeinsassen während der Jahreszeiten für das Hinzufügen oder Entfernen von Schichten geöffnet sind. Das Hinzufügen eines Pullovers im Winter oder das Entspannen der Shorts im Sommer kann ausreichen, um die mechanische Erwärmung und Abkühlung vollständig zu eliminieren, wodurch Geld und Umwelt gespart werden.

  1. Modellierung und Analyse durchführen. Energiemodellierung, Beleuchtungsmodelle, Tageslichtstudien und Computational Fluid Dynamics sind alles Werkzeuge, mit denen Designer verstehen können und sollten, um zu verstehen, wie das Design am besten mit den örtlichen Gegebenheiten des örtlichen Klimas und Mikroklimas integriert werden kann. Die richtigen Teammitglieder mit Modellierungs-Know-how und Software zu haben, ist wiederum der Trick, um die Kosten niedrig zu halten und gleichzeitig die besten Optionen für das Design zu erkunden.
  2. Führen Sie mehrere Iterationen durch. Wenn Sie zunächst keinen Erfolg haben, versuchen Sie es erneut! Das Designteam benötigt mehrere Durchläufe nur dieser grundlegenden Layouts in der Entwurfs- oder Entwurfsphase, um einen möglichst niedrigen Energieverbrauch zu erreichen, der für Ihren spezifischen Standort optimiert ist. Es ist jedoch besser, in den frühen Phasen des Entwurfs mehr Zeit für die Modellierung des Projekts aufzuwenden, was weit weniger kostspielig ist als Änderungen vor Ort oder später im Entwurfsprozess. Halten Sie sich an die Versuche, und schließlich reagiert Ihr Gebäude direkt auf das für den Projektstandort spezifische Klima.


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