กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 13 นาที

สถาปัตยกรรมที่ยั่งยืน

เปลี่ยนทางจากชื่ออื่น

สถาปัตยกรรมยั่งยืนเป็นสาขาหนึ่งของสถาปัตยกรรมที่มุ่งเน้นการออกแบบและการก่อสร้างอาคารตามเกณฑ์ความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม โดยมีเป้าหมายเพื่อลดผลกระทบ เชิงลบ...

สถาปัตยกรรมที่ยั่งยืน

บ้านพลังงานเหลือเฟือที่เมืองไฟรบูร์ก-โวบองประเทศเยอรมนี

สถาปัตยกรรมยั่งยืนเป็นสาขาหนึ่งของสถาปัตยกรรมที่มุ่งเน้นการออกแบบและการก่อสร้างอาคารตามเกณฑ์ความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม โดยมีเป้าหมายเพื่อลดผลกระทบ เชิงลบ ต่อสิ่งแวดล้อมให้น้อยที่สุด ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพ ลดการใช้วัสดุและพลังงาน และลดการรบกวนระบบนิเวศ โดยรอบให้น้อยที่สุด บางครั้ง สถาปัตยกรรมยั่งยืนอาจมุ่งเน้นไปที่ด้านสังคมของความยั่งยืนด้วย ความยั่งยืนทางสังคมเกี่ยวข้องกับการจัดการอย่างยั่งยืนทั้งด้านบวกและด้านลบของการดำเนินธุรกิจในชีวิตประจำวัน ซึ่งรวมถึงผลกระทบที่ด้านลบและด้านบวกมีต่อแต่ละบุคคล สถาปัตยกรรมอาศัยความยั่งยืนทางสังคมเป็นแนวทางในการชี้นำหัวข้อไปสู่เป้าหมายที่แท้จริง สถาปัตยกรรมยั่งยืนใช้แนวทางที่คำนึงถึงการอนุรักษ์พลังงานและระบบนิเวศในการออกแบบสภาพแวดล้อมที่สร้างขึ้น[ 1 ] [ 2 ]

แนวคิดเรื่องความยั่งยืนหรือการออกแบบเชิงนิเวศน์ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการใช้ทรัพยากรในปัจจุบันจะไม่ส่งผลเสียต่อความเป็นอยู่ที่ดีของสังคมในอนาคต หรือทำให้ไม่สามารถจัดหาทรัพยากรเพื่อการใช้งานอื่นในระยะยาวได้[ 3 ]

พื้นหลัง

เปลี่ยนจากแนวทางที่แคบไปสู่แนวทางที่กว้างขึ้น

คำว่า "ความยั่งยืน" ในบริบทของสถาปัตยกรรมนั้น จนถึงปัจจุบันส่วนใหญ่ถูกพิจารณาผ่านมุมมองของเทคโนโลยีการก่อสร้างและการเปลี่ยนแปลงต่างๆ นอกเหนือจากขอบเขตทางเทคนิคของ " การออกแบบสีเขียว " การประดิษฐ์ และความเชี่ยวชาญแล้ว นักวิชาการบางกลุ่มเริ่มวางตำแหน่งสถาปัตยกรรมไว้ในกรอบทางวัฒนธรรมที่กว้างขึ้นของความสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับธรรมชาติการนำกรอบนี้มาใช้ทำให้สามารถติดตามประวัติศาสตร์อันยาวนานของการถกเถียงทางวัฒนธรรมเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของมนุษยชาติกับธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม จากมุมมองของบริบททางประวัติศาสตร์และภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกัน[ 4 ]

การเปลี่ยนครูผู้สอน

นักวิจารณ์แนวคิดลดทอนความซับซ้อนของสถาปัตยกรรมสมัยใหม่มักชี้ให้เห็นว่า การละทิ้งการสอนประวัติศาสตร์สถาปัตยกรรมเป็นสาเหตุสำคัญ ข้อเท็จจริงที่ว่าบุคคลสำคัญหลายคนในการเบี่ยงเบนจากสถาปัตยกรรมสมัยใหม่ได้รับการฝึกฝนจากคณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยพรินซ์ตันซึ่งการอ้างอิงถึงประวัติศาสตร์ยังคงเป็นส่วนหนึ่งของการฝึกอบรมด้านการออกแบบในช่วงทศวรรษ 1940 และ 1950 นั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง

ความสนใจในประวัติศาสตร์ที่เพิ่มมากขึ้นส่งผลกระทบอย่างมากต่อการศึกษาด้านสถาปัตยกรรม หลักสูตรประวัติศาสตร์กลายเป็นเรื่องปกติและเป็นระบบมากขึ้น ด้วยความต้องการอาจารย์ที่มีความรู้ในประวัติศาสตร์สถาปัตยกรรม จึงมีหลักสูตรปริญญาเอกด้านสถาปัตยกรรมหลายหลักสูตรเกิดขึ้นในโรงเรียนสถาปัตยกรรม เพื่อสร้างความแตกต่างจากหลักสูตรปริญญาเอกด้านประวัติศาสตร์ศิลปะ ซึ่งก่อนหน้านี้มีการฝึกอบรมนักประวัติศาสตร์สถาปัตยกรรม ในสหรัฐอเมริกาMITและCornellเป็นแห่งแรกที่ก่อตั้งขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 1970 ตามมาด้วยColumbia , BerkeleyและPrincetonในบรรดาผู้ก่อตั้งหลักสูตรประวัติศาสตร์สถาปัตยกรรมใหม่ ได้แก่Bruno Zeviที่สถาบันประวัติศาสตร์สถาปัตยกรรมในเวนิส Stanford Anderson และ Henry Millon ที่ MIT, Alexander Tzonis ที่Architectural Association , Anthony Vidler ที่ Princeton, Manfredo Tafuriที่มหาวิทยาลัยเวนิส, Kenneth Framptonที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบียและ Werner Oechslin และ Kurt Forster ที่ETH Zürich [ 5 ]

คาร์บอนจากการดำเนินงานเทียบกับคาร์บอนแฝง

การก่อสร้างทั่วโลกคิดเป็น 38% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมดทั่วโลก[ 6 ]ในขณะที่มาตรฐานสถาปัตยกรรมและการก่อสร้างที่ยั่งยืนมักมุ่งเน้นไปที่การลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน จากการดำเนินงาน แต่จนถึงปัจจุบันมีมาตรฐานหรือระบบน้อยมากที่จะติดตามและลดคาร์บอนที่ฝังอยู่ในวัสดุ [ 7 ] ในขณะที่เหล็กและวัสดุอื่นๆ เป็นสาเหตุของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ในปริมาณมาก ซีเมนต์เพียงอย่างเดียวก็เป็นสาเหตุของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกถึง 8% ของทั้งหมด[ 8 ]

การใช้พลังงานอย่างยั่งยืน

อพาร์ตเมนต์ยั่งยืน K2 ในวินด์เซอร์ รัฐวิกตอเรียประเทศออสเตรเลีย ออกแบบโดย DesignInc (2006) โดดเด่นด้วยการออกแบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟ วัสดุรีไซเคิลและวัสดุที่ยั่งยืนเซลล์แสงอาทิตย์ระบบบำบัดน้ำเสียการเก็บน้ำฝนและ ระบบทำ น้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์
มาตรฐานพาสซีฟเฮาส์เป็นการผสมผสานเทคนิคและเทคโนโลยีหลากหลายรูปแบบ เพื่อให้ได้การใช้พลังงานต่ำเป็นพิเศษ
หลังจากถูกพายุทอร์นาโดทำลายในปี 2550 เมืองกรีนส์เบิร์ก รัฐแคนซัส (สหรัฐอเมริกา) ได้ตัดสินใจสร้างใหม่ตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อม LEED Platinum ที่เข้มงวดมาก ภาพที่แสดงคือศูนย์ศิลปะแห่งใหม่ของเมือง ซึ่งได้บูรณาการแผงโซลาร์เซลล์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมของตนเองเพื่อพึ่งพาตนเองด้านพลังงาน

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานตลอดวงจรชีวิตของอาคารถือเป็นเป้าหมายหลักของสถาปัตยกรรมที่ยั่งยืนสถาปนิกใช้วิธีการแบบพาสซีฟและแอคทีฟที่หลากหลายเพื่อลดความต้องการพลังงานของอาคารและเพิ่มความสามารถในการดักจับหรือผลิตพลังงานของตนเอง[ 9 ]เพื่อลดต้นทุนและความซับซ้อน สถาปัตยกรรมที่ยั่งยืนให้ความสำคัญกับระบบพาสซีฟเพื่อใช้ประโยชน์จากที่ตั้งของอาคารด้วยองค์ประกอบทางสถาปัตยกรรมที่ผสานรวม เสริมด้วยแหล่งพลังงานหมุนเวียน และใช้ทรัพยากรเชื้อเพลิงฟอสซิลเฉพาะเมื่อจำเป็นเท่านั้น[ 10 ]การวิเคราะห์พื้นที่สามารถนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่น เช่น แสงแดดและลมโดยรอบสำหรับการทำความร้อนและการระบายอากาศ

การใช้พลังงานมักขึ้นอยู่กับว่าอาคารนั้นเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าหรือไม่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า [ 11 ] อาคารที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าจะไม่ใช้พลังงานที่จัดหาโดยบริการสาธารณูปโภค แต่จะมีการผลิตพลังงานอิสระของตนเอง พวกเขาจะใช้การจัดเก็บไฟฟ้า ในสถานที่ ในขณะที่สถานที่ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าจะส่งไฟฟ้าส่วนเกินกลับไปยังโครงข่าย

ประสิทธิภาพของระบบทำความร้อน การระบายอากาศ และการทำความเย็น

กลยุทธ์ทางสถาปัตยกรรมแบบพาสซีฟจำนวนมากได้รับการพัฒนาขึ้นตลอดเวลา ตัวอย่างของกลยุทธ์ดังกล่าว ได้แก่ การจัดเรียงห้องหรือขนาดและการวางแนวของหน้าต่างในอาคาร[ 9 ]และการวางแนวของส่วนหน้าอาคารและถนนหรืออัตราส่วนระหว่างความสูงของอาคารและความกว้างของถนนสำหรับการวางผังเมือง[ 12 ]

องค์ประกอบ สำคัญและคุ้มค่าของ ระบบ ทำความร้อน การระบายอากาศ และการปรับอากาศ (HVAC) ที่มีประสิทธิภาพ คืออาคารที่มีฉนวนกันความร้อนที่ดีอาคารที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นจะต้องการพลังงานในการสร้างหรือระบายความร้อนน้อยลง แต่Hอาจต้องการความสามารถในการระบายอากาศมากขึ้นเพื่อขับไล่อากาศเสียภายในอาคาร

พลังงานจำนวนมากถูกปล่อยออกจากอาคารผ่านทางน้ำ อากาศ และปุ๋ยหมักเทคโนโลยีการรีไซเคิลพลังงานแบบสำเร็จรูปและใช้งานได้ในสถานที่ สามารถดึงพลังงานจากน้ำร้อนเหลือทิ้งและอากาศเสียกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และถ่ายโอนพลังงานนั้นไปยังน้ำเย็นสะอาดหรืออากาศบริสุทธิ์ที่เข้ามา การนำพลังงานจากปุ๋ยหมักที่ออกจากอาคารกลับมาใช้ประโยชน์อื่นนอกเหนือจากการทำสวน จำเป็นต้องใช้เครื่องย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนแบบ รวมศูนย์

ระบบปรับอากาศ (HVAC) ทำงานโดยใช้มอเตอร์ เมื่อเทียบกับตัวนำโลหะชนิดอื่น ทองแดงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานไฟฟ้าของมอเตอร์ จึงช่วยเพิ่มความยั่งยืนของส่วนประกอบไฟฟ้าในอาคารได้

ทิศทางการวางที่ตั้งและตัวอาคารมีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของระบบปรับอากาศ (HVAC) ของอาคาร

การออกแบบอาคารพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟช่วยให้อาคารสามารถใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องใช้ กลไก พลังงานแสงอาทิตย์แบบแอคทีฟเช่นเซลล์แสงอาทิตย์หรือแผงทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์โดยทั่วไปแล้ว การออกแบบอาคารพลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟจะใช้วัสดุที่มีมวลความร้อน สูง ซึ่งกักเก็บความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และฉนวนกันความร้อน ที่แข็งแรง ซึ่งช่วยป้องกันความร้อนรั่วไหล การออกแบบที่ใช้พลังงานต่ำยังต้องใช้การบังแดดด้วย เช่น กันสาด มู่ลี่ หรือบานเกล็ด เพื่อลดความร้อนจากแสงอาทิตย์ในฤดูร้อนและลดความจำเป็นในการใช้ระบบทำความเย็นเทียม

นอกจากนี้อาคารประหยัดพลังงานโดยทั่วไปจะมีอัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตรต่ำมาก เพื่อลดการสูญเสียความร้อน ซึ่งหมายความว่าโดยทั่วไปแล้วจะหลีกเลี่ยงการออกแบบอาคารที่มีปีกหลายด้านแผ่ขยายออกไป (ซึ่งบางครั้งอาจดู "เป็นธรรมชาติ" มากกว่า) และหันมาใช้โครงสร้างแบบรวมศูนย์มากกว่า อาคารแบบดั้งเดิมในสภาพอากาศหนาวเย็น เช่น อาคาร ทรง กล่องเกลือแบบอเมริกันในยุคอาณานิคม ถือเป็นแบบอย่างที่ดีทางประวัติศาสตร์สำหรับประสิทธิภาพการใช้ความร้อนแบบรวมศูนย์ในอาคารขนาดเล็ก

การจัดวาง หน้าต่างมักทำเพื่อให้ได้รับแสงแดดซึ่งช่วยสร้างความร้อนได้มากที่สุด ในขณะเดียวกันก็ลดการสูญเสียความร้อนผ่านกระจกซึ่งเป็นฉนวนกันความร้อนที่ไม่ดี ในซีกโลกเหนือวิธีนี้มักเกี่ยวข้องกับการติดตั้งหน้าต่างหันไปทางทิศใต้จำนวนมากเพื่อรับแสงแดดโดยตรง และจำกัดจำนวนหน้าต่างหันไปทางทิศเหนืออย่างเข้มงวด หน้าต่างบางประเภท เช่นหน้าต่างกระจกสองชั้นหรือสามชั้นที่มีฉนวนกันความร้อนและช่องว่างบรรจุแก๊ส รวมถึง การเคลือบ สารลดการแผ่รังสี (low-E)จะให้ฉนวนกันความร้อนที่ดีกว่าหน้าต่างกระจกบานเดียวมาก

การป้องกันความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่มากเกินไปโดยใช้อุปกรณ์บังแดดในช่วงฤดูร้อนเป็นสิ่งสำคัญในการลดความต้องการการทำความเย็นต้นไม้ผลัดใบมักปลูกไว้หน้าต่างเพื่อบังแสงแดดที่มากเกินไปในฤดูร้อนด้วยใบ แต่จะยอมให้แสงส่องผ่านได้ในฤดูหนาวเมื่อใบไม้ร่วง บานเกล็ดหรือแผ่นบังแสงจะถูกติดตั้งเพื่อให้แสงแดดส่องเข้ามาในฤดูหนาว (เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ต่ำในท้องฟ้า) และกันแสงแดดออกไปในฤดูร้อน (เมื่อดวงอาทิตย์อยู่สูงในท้องฟ้า) บานเกล็ดเหล่านี้มีลักษณะเป็นซี่ๆ เหมือนบานเกล็ดและสะท้อนแสงและรังสีเพื่อลดแสงจ้าในพื้นที่ภายใน ระบบบานเกล็ดขั้นสูงจะทำงานโดยอัตโนมัติเพื่อเพิ่มแสงสว่างในเวลากลางวันให้สูงสุดและตรวจสอบอุณหภูมิภายในโดยการปรับความเอียง[ 13 ] พืช สนหรือพืชไม่ผลัดใบมักปลูกไว้ทางทิศเหนือของอาคารเพื่อป้องกันลมหนาวจากทางทิศเหนือ

ในสภาพอากาศที่หนาวเย็น ระบบทำความร้อนเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรกในการออกแบบสถาปัตยกรรมที่ยั่งยืน เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วระบบทำความร้อนเป็นหนึ่งในส่วนที่ใช้พลังงานมากที่สุดในอาคาร

ในสภาพอากาศที่อบอุ่นซึ่งการระบายความร้อนเป็นสิ่งสำคัญ การออกแบบโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟก็มีประสิทธิภาพมากเช่นกันวัสดุก่อสร้าง อย่างอิฐ ที่มีมวลความร้อนสูงนั้นมีคุณค่ามากในการรักษาอุณหภูมิที่เย็นสบายในเวลากลางคืนให้คงอยู่ตลอดทั้งวัน นอกจากนี้ ผู้สร้างมักเลือกโครงสร้างชั้นเดียวที่กว้างขวางเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวและลดการสูญเสียความร้อนให้มากที่สุด อาคารมักได้รับการออกแบบมาเพื่อดักจับและควบคุมทิศทางลมที่มีอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งลมเย็นที่พัดมาจากแหล่งน้ำ ใกล้เคียง กลยุทธ์ที่มีคุณค่าเหล่านี้หลายอย่างถูกนำมาใช้ในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งในสถาปัตยกรรมแบบดั้งเดิมของภูมิภาคที่อบอุ่น เช่น อาคารมิชชั่นทางตะวันตกเฉียงใต้

ในสภาพภูมิอากาศที่มีสี่ฤดู ระบบพลังงานแบบบูรณาการจะมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นเมื่อ: อาคารมีฉนวนกันความร้อนที่ดี เมื่อตั้งอยู่ในทำเลที่สอดคล้องกับพลังของธรรมชาติ เมื่อมีการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ (เพื่อใช้ทันทีหรือเก็บไว้) เมื่อโรงไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลหรือไฟฟ้ามีประสิทธิภาพมากกว่า 100% และเมื่อมีการใช้พลังงานหมุนเวียน

การผลิตพลังงานหมุนเวียน

BedZED (Beddington Zero Energy Development) ชุมชนเชิงนิเวศที่ใหญ่ที่สุดและแห่งแรกในสหราชอาณาจักรที่ปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์: โดดเด่นด้วยหลังคาที่มีแผงโซลาร์เซลล์และปล่องระบายอากาศแบบพาสซีฟ

แผงโซลาร์เซลล์

อุปกรณ์พลังงาน แสงอาทิตย์ แบบ แอคทีฟ เช่นแผงโซลาร์ เซลล์ ช่วยให้สามารถผลิตไฟฟ้าได้อย่างยั่งยืนสำหรับการใช้งานทุกประเภท ปริมาณไฟฟ้าที่ได้จากแผงโซลาร์เซลล์ขึ้นอยู่กับทิศทาง ประสิทธิภาพ ละติจูด และสภาพภูมิอากาศ—ปริมาณแสงอาทิตย์ที่ได้รับจะแตกต่างกันไปแม้ในละติจูดเดียวกัน ประสิทธิภาพโดยทั่วไปของแผงโซลาร์เซลล์ที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์มีตั้งแต่ 4% ถึง 28% ประสิทธิภาพที่ต่ำของแผงโซลาร์เซลล์บางรุ่นอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อระยะเวลาคืนทุนของการติดตั้ง ประสิทธิภาพที่ต่ำนี้ไม่ได้หมายความว่าแผงโซลาร์เซลล์ไม่ใช่ทางเลือกด้านพลังงานที่ใช้งานได้ ในประเทศเยอรมนี ตัวอย่างเช่น แผงโซลาร์เซลล์มักถูกติดตั้งในบ้านพักอาศัย

หลังคาบ้านมักถูกออกแบบให้เอียงเข้าหาดวงอาทิตย์เพื่อให้แผงโซลาร์เซลล์สามารถเก็บเกี่ยวพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ในซีกโลกเหนือ การหันแผงโซลาร์เซลล์ไปทางทิศใต้โดยตรงจะให้ผลผลิตสูงสุด หากไม่สามารถหันให้ไปทางทิศใต้โดยตรงได้ แผงโซลาร์เซลล์ก็สามารถผลิตพลังงานได้เพียงพอหากวางในแนวที่เอียงไม่เกิน 30° จากทิศใต้ อย่างไรก็ตาม ในละติจูดที่สูงกว่านี้ ผลผลิตพลังงานในฤดูหนาวจะลดลงอย่างมากหากหันแผงไปทางทิศอื่นที่ไม่ใช่ทิศใต้

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดในฤดูหนาว สามารถปรับมุมแผงรับแสงอาทิตย์ให้อยู่เหนือเส้นละติจูดแนวนอน +15° เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดในฤดูร้อน ควรปรับมุมให้อยู่ที่เส้นละติจูด -15° อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ได้ผลผลิตสูงสุดต่อปี มุมของแผงเหนือเส้นละติจูดควรเท่ากับเส้นละติจูด[ 14 ]

กังหันลม

การใช้กังหันลมขนาดเล็กในการผลิตพลังงานในโครงสร้างที่ยั่งยืนจำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการ ในด้านต้นทุน โดยทั่วไปแล้วระบบกังหันลมขนาดเล็กจะมีราคาแพงกว่ากังหันลมขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับปริมาณพลังงานที่ผลิตได้ สำหรับกังหันลมขนาดเล็กต้นทุนการบำรุงรักษาอาจเป็นปัจจัยสำคัญในสถานที่ที่มีศักยภาพในการใช้ประโยชน์จากลมในระดับต่ำ ในสถานที่ที่มีลมเบา การบำรุงรักษาอาจกินรายได้ส่วนใหญ่ของกังหันลมขนาดเล็ก[ 15 ]กังหันลมจะเริ่มทำงานเมื่อความเร็วลมถึง 8  ไมล์ต่อชั่วโมง บรรลุความสามารถในการผลิตพลังงานที่ความเร็ว 32-37  ไมล์ต่อชั่วโมง และปิดการทำงานเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายที่ความเร็วเกิน 55  ไมล์ต่อชั่วโมง[ 15 ]

ศักยภาพด้านพลังงานของกังหันลมเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความยาวของใบพัดและกำลังสามของความเร็วในการหมุนของใบพัด แม้ว่าจะมีกังหันลมที่สามารถเสริมพลังงานให้กับอาคารหลังเดียวได้ แต่เนื่องจากปัจจัยเหล่านี้ ประสิทธิภาพของกังหันลมจึงขึ้นอยู่กับสภาพลม ณ สถานที่ก่อสร้างเป็นอย่างมาก ด้วยเหตุนี้ เพื่อให้กังหันลมมีประสิทธิภาพ กังหันลมจะต้องติดตั้งในสถานที่ที่ทราบว่าได้รับลมในปริมาณคงที่ (โดยมีความเร็วลมเฉลี่ยมากกว่า 15  ไมล์ต่อชั่วโมง) มากกว่าสถานที่ที่ได้รับลมเป็นช่วงๆ[ 16 ]กังหันลมขนาดเล็กสามารถติดตั้งบนหลังคาได้ ปัญหาในการติดตั้งจึงรวมถึงความแข็งแรงของหลังคา การสั่นสะเทือน และความปั่นป่วนที่เกิดจากขอบหลังคา กังหันลมบนหลังคาขนาดเล็กเป็นที่ทราบกันดีว่าสามารถผลิตพลังงานได้ตั้งแต่ 10% ถึง 25% ของไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับบ้านพักอาศัยทั่วไป[ 17 ]กังหันลมสำหรับใช้ในระดับที่อยู่อาศัยโดยทั่วไปจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 7 ฟุต (2  ม.) ถึง 25 ฟุต (8  ม.) และผลิตกระแสไฟฟ้าได้ในอัตรา 900 วัตต์ถึง 10,000 วัตต์ที่ความเร็วลมที่ทดสอบ[ 18 ]

ความน่าเชื่อถือของระบบกังหันลมมีความสำคัญต่อความสำเร็จของโครงการพลังงานลม การเสียที่ไม่ได้คาดคิดอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อผลกำไรของโครงการ เนื่องจากความยากลำบากในการเปลี่ยนชิ้นส่วนที่สำคัญในกังหันลม ความไม่แน่นอนเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนในระยะยาวส่งผลกระทบโดยตรงต่อระดับความเชื่อมั่นที่เกี่ยวข้องกับการประมาณการต้นทุนพลังงาน (COE) [ 19 ]

ระบบทำความร้อนน้ำด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์หรือที่เรียกว่าระบบน้ำร้อนในบ้านพลังงานแสงอาทิตย์ สามารถเป็นวิธีที่ประหยัดต้นทุนในการผลิตน้ำร้อนสำหรับบ้านได้ สามารถใช้งานได้ในทุกสภาพอากาศ และเชื้อเพลิงที่ใช้คือแสงอาทิตย์ ซึ่งไม่มีค่าใช้จ่าย[ 20 ]

ระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์มีสองประเภท ได้แก่ แบบแอคทีฟและแบบพาสซีฟ ระบบเก็บรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์แบบแอคทีฟสามารถผลิตน้ำร้อนได้ประมาณ 80 ถึง 100 แกลลอนต่อวัน ระบบแบบพาสซีฟจะมีกำลังการผลิตที่ต่ำกว่า[ 21 ]ประสิทธิภาพของระบบน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบแอคทีฟอยู่ที่ 35-80% ในขณะที่ระบบแบบพาสซีฟอยู่ที่ 30-50% ทำให้ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบแอคทีฟมีประสิทธิภาพมากกว่า[ 22 ]

ระบบหมุนเวียนน้ำมีสองประเภท ได้แก่ ระบบหมุนเวียนโดยตรงและระบบหมุนเวียนโดยอ้อม ระบบหมุนเวียนโดยตรงจะส่งน้ำประปาผ่านแผงโซลาร์เซลล์ ไม่ควรใช้ระบบนี้ในสภาพอากาศที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง ส่วนระบบหมุนเวียนโดยอ้อมจะส่งสารละลายไกลคอลหรือของเหลวอื่นๆ ผ่านแผงโซลาร์เซลล์ แล้วใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในการทำให้น้ำประปาร้อนขึ้น

แผงรับพลังงานแสงอาทิตย์สองประเภทที่พบได้บ่อยที่สุดคือแบบแผ่นเรียบและแบบท่อสุญญากาศ ทั้งสองแบบทำงานคล้ายกัน ยกเว้นว่าท่อสุญญากาศจะไม่สูญเสียความร้อนจากการพาความร้อน ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมาก (มีประสิทธิภาพมากขึ้น 5%–25%) ด้วยประสิทธิภาพที่สูงขึ้นนี้ แผงรับพลังงานแสงอาทิตย์แบบท่อสุญญากาศยังสามารถผลิตความร้อนในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูงขึ้น และแม้แต่อุณหภูมิที่สูงขึ้นสำหรับระบบทำความเย็นแบบดูดซับ[ 23 ]

เครื่องทำน้ำอุ่นแบบใช้ความต้านทานไฟฟ้าซึ่งเป็นที่นิยมใช้กันทั่วไปในบ้านเรือนในปัจจุบัน มีความต้องการใช้ไฟฟ้าประมาณ 4500  กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อปี เมื่อใช้แผงโซลาร์เซลล์ การใช้พลังงานจะลดลงครึ่งหนึ่ง ต้นทุนเริ่มต้นในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์นั้นสูง แต่ด้วยการประหยัดพลังงานรายปี ระยะเวลาคืนทุนจึงค่อนข้างสั้น[ 23 ]

ปั๊มความร้อน

เครื่องปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศ (ASHP) อาจเปรียบได้กับเครื่องปรับอากาศแบบกลับทิศทางได้ เช่นเดียวกับเครื่องปรับอากาศ ASHP สามารถดึงความร้อนจากพื้นที่ที่ค่อนข้างเย็น (เช่น บ้านที่อุณหภูมิ 70  องศาฟาเรนไฮต์) และปล่อยความร้อนนั้นไปยังที่ที่ร้อนกว่า (เช่น ภายนอกที่อุณหภูมิ 85  องศาฟาเรนไฮต์) อย่างไรก็ตาม แตกต่างจากเครื่องปรับอากาศตรงที่คอนเดนเซอร์และอีวาพอเรเตอร์ของ ASHP สามารถสลับบทบาทกันได้ โดยสามารถดูดความร้อนจากอากาศเย็นภายนอกและปล่อยความร้อนนั้นเข้าไปในบ้านที่อบอุ่นได้

ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศมีราคาไม่แพงเมื่อเทียบกับระบบปั๊มความร้อนอื่นๆ เนื่องจากประสิทธิภาพของปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศจะลดลงเมื่ออุณหภูมิภายนอกเย็นจัดหรือร้อนจัด ดังนั้นจึงใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุดในสภาพอากาศอบอุ่น[ 23 ]อย่างไรก็ตาม ตรงกันข้ามกับความคาดหวังก่อนหน้านี้ ปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเหมาะสมกับภูมิภาคที่มีอุณหภูมิภายนอกเย็น เช่น สแกนดิเนเวียหรืออลาสก้า[ 24 ] [ 25 ]ในนอร์เวย์ ฟินแลนด์ และสวีเดน การใช้ปั๊มความร้อนเติบโตอย่างมากในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา ในปี 2019 มีปั๊มความร้อน 15-25 เครื่องต่อประชากร 100 คนในประเทศเหล่านี้ โดย ASHP เป็นเทคโนโลยีปั๊มความร้อนที่โดดเด่น[ 25 ]ในทำนองเดียวกัน สมมติฐานก่อนหน้านี้ที่ว่า ASHP จะทำงานได้ดีเฉพาะในอาคารที่มีฉนวนกันความร้อนอย่างสมบูรณ์นั้นได้รับการพิสูจน์แล้วว่าผิดพลาด แม้แต่อาคารเก่าที่มีฉนวนกันความร้อนเพียงบางส่วนก็สามารถติดตั้ง ASHP ได้ ซึ่งจะช่วยลดความต้องการพลังงานลงได้อย่างมาก[ 26 ]

ผลกระทบของ EAHP ( ปั๊มความร้อนจากอากาศเสีย ) ได้รับการศึกษาในภูมิภาคดังกล่าวเช่นกัน โดยแสดงให้เห็นผลลัพธ์ที่น่าสนใจ ปั๊มความร้อนจากอากาศเสียใช้ไฟฟ้าในการดึงความร้อนจากอากาศเสียที่ออกจากอาคาร แล้วส่งกลับไปยัง DHW ( น้ำร้อนสำหรับใช้ในบ้าน ) การทำความร้อนในพื้นที่และการทำความร้อนให้กับอากาศที่จ่าย ในประเทศที่อากาศหนาวเย็น EAHP อาจสามารถกู้คืนพลังงานได้มากกว่าระบบแลกเปลี่ยนอากาศประมาณ 2-3 เท่า[ 27 ]การศึกษาในปี 2022 เกี่ยวกับการลดการปล่อยมลพิษที่คาดการณ์ไว้ใน ภูมิภาค Kymenlaakso ของสวีเดน ได้สำรวจแง่มุมของการปรับปรุงอาคารอพาร์ตเมนต์ที่มีอยู่ (ที่มีอายุแตกต่างกัน) ด้วยระบบ EAHP อาคารที่เลือกไว้ได้รับการเลือกในเมือง Kotka และ Kouvola โดยคาดการณ์ว่าการปล่อยก๊าซคาร์บอนจะลดลงประมาณ 590 ตัน CO2 และ 944 ตัน CO2 ตามลำดับ โดยมีระยะเวลาคืนทุน 7-13 ปี[ 28 ]อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือ ระบบ EAHP อาจไม่ได้ให้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจหากติดตั้งในอาคารที่มีอัตราการระบายไอเสียหรือการใช้ไฟฟ้าที่ไม่เข้ากัน ในกรณีนี้ ระบบ EAHP อาจทำให้ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานเพิ่มขึ้นโดยไม่ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนอย่างเหมาะสม (ดูEAHP )

ปั๊มความร้อนจากแหล่งใต้ดิน (หรือพลังงานความร้อนใต้พิภพ) เป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพ ความแตกต่างระหว่างปั๊มความร้อนทั้งสองประเภทคือ ปั๊มความร้อนจากแหล่งใต้ดินจะมีตัวแลกเปลี่ยนความร้อนตัวหนึ่งติดตั้งอยู่ใต้ดิน โดยปกติจะติดตั้งในแนวนอนหรือแนวตั้ง ปั๊มความร้อนจากแหล่งใต้ดินใช้ประโยชน์จากอุณหภูมิที่ค่อนข้างคงที่และไม่สูงมากนักใต้ดิน ซึ่งหมายความว่าประสิทธิภาพของมันอาจสูงกว่าปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศมาก โดยทั่วไปแล้ว ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนใต้ดินต้องการพื้นที่มากพอสมควร ผู้ออกแบบจึงมักติดตั้งไว้ในพื้นที่โล่งข้างอาคารหรือใต้ลานจอดรถ

ปั๊มความร้อนจากแหล่งใต้ดิน Energy Star มีประสิทธิภาพมากกว่าปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศถึง 40% ถึง 60% นอกจากนี้ยังเงียบกว่าและสามารถนำไปใช้กับฟังก์ชันอื่นๆ เช่น การทำความร้อนน้ำร้อนในครัวเรือนได้อีกด้วย[ 23 ]

ในแง่ของต้นทุนเริ่มต้น ระบบปั๊มความร้อนจากแหล่งใต้ดินมีต้นทุนการติดตั้งสูงกว่าปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศมาตรฐานประมาณสองเท่า อย่างไรก็ตาม ต้นทุนเริ่มต้นสามารถชดเชยได้มากกว่าด้วยต้นทุนด้านพลังงานที่ลดลง การลดลงของต้นทุนด้านพลังงานนั้นเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในพื้นที่ที่มีฤดูร้อนที่ร้อนและฤดูหนาวที่หนาวเย็น[ 23 ]

ปั๊มความร้อนประเภทอื่นๆ ได้แก่ ปั๊มความร้อนจากน้ำ และปั๊มความร้อนจากอากาศและดิน หากอาคารตั้งอยู่ใกล้แหล่งน้ำ สระน้ำหรือทะเลสาบสามารถใช้เป็นแหล่งความร้อนหรือแหล่งระบายความร้อนได้ ปั๊มความร้อนจากอากาศและดินจะหมุนเวียนอากาศภายในอาคารผ่านท่อใต้ดิน เนื่องจากมีความต้องการกำลังไฟฟ้าของพัดลมสูงและการถ่ายเทความร้อนที่ไม่มีประสิทธิภาพ ปั๊มความร้อนจากอากาศและดินจึงโดยทั่วไปไม่เหมาะสมสำหรับการก่อสร้างขนาดใหญ่

การระบายความร้อนด้วยการแผ่รังสีในเวลากลางวันแบบพาสซีฟ

การระบายความร้อนด้วยการแผ่รังสีในเวลากลางวันแบบพาสซีฟใช้ประโยชน์จากความเย็นจัดของอวกาศเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนเพื่อให้เกิดการระบายความร้อนในเวลากลางวัน[ 29 ]ด้วยคุณสมบัติการสะท้อนแสงอาทิตย์สูงเพื่อลดการรับความร้อนจากแสงอาทิตย์และการถ่ายเทความร้อนจากรังสีอินฟราเรดคลื่นยาว (LWIR) ที่แข็งแกร่ง พื้นผิวระบายความร้อนด้วยการแผ่รังสีในเวลากลางวันจึงสามารถระบายความร้อนได้ต่ำกว่าอุณหภูมิแวดล้อมสำหรับพื้นที่ภายในและภายนอกอาคารเมื่อนำไปใช้กับหลังคา ซึ่งสามารถลดความต้องการพลังงานและต้นทุนในการระบายความร้อนได้อย่างมาก[ 30 ] [ 31 ]พื้นผิวระบายความร้อนเหล่านี้สามารถนำไปใช้เป็นแผงหันหน้าสู่ท้องฟ้าได้เช่นเดียวกับแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ เช่น แผง พลังงานแสงอาทิตย์ทำให้สามารถบูรณาการเข้ากับการออกแบบทางสถาปัตยกรรมได้อย่างง่ายดาย[ 32 ]

การใช้งานหลังคาระบายความร้อนด้วยการแผ่รังสีในเวลากลางวันแบบพาสซีฟสามารถประหยัดพลังงานได้เป็นสองเท่าของหลังคาสีขาว[ 33 ]และเมื่อนำไปใช้เป็นพื้นผิวหลายชั้นบนหลังคาอาคาร 10% ก็สามารถทดแทนการใช้เครื่องปรับอากาศได้ถึง 35% ในช่วงเวลาที่ร้อนที่สุดของวัน[ 34 ]การใช้งานการระบายความร้อนด้วยการแผ่รังสีในเวลากลางวันสำหรับการระบายความร้อนภายในอาคารกำลังเติบโต โดยคาดการณ์ว่าจะมีขนาดตลาดประมาณ 27 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2025 [ 35 ]

วัสดุก่อสร้างที่ยั่งยืน

ตัวอย่างของวัสดุก่อสร้างที่ยั่งยืน ได้แก่ผ้าเดนิ มรีไซเคิล หรือฉนวนใยแก้วแบบเป่า ไม้ที่เก็บเกี่ยวอย่างยั่งยืนทราสส์ลิโนเลียม[ 36 ] ขนแกะเฮ ป์ ครีตโรมันครีต[ ​​37 ]แผ่นที่ทำจากเศษกระดาษ ดินเผา ดินอัด ดินเหนียว ฉนวนไมซีเลียม[ 38 ]เวอร์มิคูไลต์ ผ้าลินินป่าน ซิซาล หญ้าทะเล เม็ดดินเหนียวขยายตัว มะพร้าว แผ่นใยไม้ หินทรายแคลเซียม หินและหินที่หาได้ในท้องถิ่น และไม้ไผ่ ซึ่งเป็น พืชไม้ที่แข็งแรงและเติบโตเร็วที่สุดชนิดหนึ่ง รวมถึง กาวและสีที่มี VOCต่ำและไม่เป็นพิษพื้นไม้ไผ่มีประโยชน์ในพื้นที่เชิงนิเวศ เนื่องจากช่วยลดอนุภาคมลพิษในอากาศ[ 39 ]พืชปกคลุมหรือเกราะป้องกันบนโครงสร้างอาคารก็ช่วยได้เช่นกัน กระดาษที่ผลิตจากไม้ป่าสามารถรีไซเคิลได้ 100 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นจึงสร้างใหม่และประหยัดไม้ป่าเกือบทั้งหมดที่ใช้ในกระบวนการผลิต มีศักยภาพที่ยังไม่ได้ใช้ประโยชน์ในการจัดเก็บคาร์บอน อย่างเป็นระบบ ในสภาพแวดล้อมที่สร้างขึ้น[ 40 ]

ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ

การใช้วัสดุก่อสร้างจากธรรมชาติเนื่องจากคุณสมบัติที่ยั่งยืนเป็นแนวปฏิบัติที่พบเห็นได้ในสถาปัตยกรรมพื้นถิ่นรูปแบบสถาปัตยกรรมประจำภูมิภาคพัฒนาขึ้นตามรุ่นสู่รุ่นโดยใช้วัสดุในท้องถิ่น แนวปฏิบัตินี้ช่วยลดการปล่อยมลพิษจากการขนส่งและการผลิต[ 41 ]แหล่งที่มาที่ฟื้นฟูได้ การใช้วัสดุเหลือใช้ และความสามารถในการนำกลับมาใช้ใหม่เป็นคุณสมบัติที่ยั่งยืนของไม้ มุงจากและหินและดินเหนียว ผลิตภัณฑ์ไม้ลามิเนต ฟาง และหินเป็นวัสดุก่อสร้างคาร์บอนต่ำที่มีศักยภาพสูงในการขยายขนาด ผลิตภัณฑ์ ไม้สามารถกักเก็บคาร์บอนได้ ในขณะที่หินมีพลังงานในการสกัดต่ำ ฟาง รวมถึงการก่อสร้างด้วยฟางอัดก้อนสามารถกักเก็บคาร์บอนได้ในขณะที่ให้ฉนวนกันความร้อนในระดับสูง ประสิทธิภาพทางความร้อนสูงของวัสดุธรรมชาติมีส่วนช่วยในการควบคุมสภาพภายในโดยไม่ต้องใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่[ 41 ]

การใช้ไม้ ฟาง และหินในสถาปัตยกรรมที่ยั่งยืนเป็นหัวข้อของการจัดแสดงครั้งสำคัญที่พิพิธภัณฑ์การออกแบบของสหราชอาณาจักร[ 42 ]

วัสดุรีไซเคิล

ผลงานที่ส่งเข้าประกวดในโครงการ Discarded Dreams ปี 2008 โดยRalph Spencer Steenblikและ Aaron Legendre ซึ่งเน้นการนำสิ่งของเหลือใช้มารีไซเคิลเพื่อสร้างอาคาร

สถาปัตยกรรมที่ยั่งยืนมักจะนำวัสดุรีไซเคิลหรือวัสดุมือสองมาใช้ เช่นไม้แปรรูปและทองแดงรีไซเคิลการลดการใช้วัสดุใหม่จะช่วยลดพลังงานที่ใช้ในการผลิตวัสดุ (พลังงานที่ใช้ในการผลิตวัสดุ) ลงด้วย สถาปนิกที่เน้นความยั่งยืนมักพยายามปรับปรุงโครงสร้างเก่าให้ตอบสนองความต้องการใหม่ๆ เพื่อหลีกเลี่ยงการพัฒนาที่ไม่จำเป็น มีการใช้วัสดุที่นำกลับมาใช้ใหม่และวัสดุที่เหลือใช้เมื่อเหมาะสม เมื่ออาคารเก่าถูกรื้อถอน ไม้ที่ดีมักจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ ปรับปรุงใหม่ และขายเป็นพื้นหินก่อสร้าง ที่ดี ก็เช่นกัน ชิ้นส่วนอื่นๆ อีกมากมายก็ถูกนำกลับมาใช้ใหม่ด้วย เช่น ประตู หน้าต่าง เตาผิง และอุปกรณ์ต่างๆ ซึ่งช่วยลดการบริโภคสินค้าใหม่

เมื่อมีการนำวัสดุใหม่มาใช้ นักออกแบบที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมจะมองหาวัสดุที่สามารถทดแทนได้อย่างรวดเร็ว เช่นไม้ไผ่ซึ่งสามารถเก็บเกี่ยวเพื่อใช้ในเชิงพาณิชย์ได้หลังจากปลูกเพียงหกปีฟางข้าวฟ่างหรือฟางข้าวสาลี ซึ่งเป็นวัสดุเหลือทิ้งที่สามารถอัดเป็นแผ่นได้ หรือไม้โอ๊คที่ใช้ทำเปลือกนอกเท่านั้น จึงช่วยอนุรักษ์ต้นไม้ไว้ได้ หากเป็นไปได้ วัสดุก่อสร้างอาจได้มาจากพื้นที่ก่อสร้างเอง ตัวอย่างเช่น หากมีการก่อสร้างอาคารใหม่ในพื้นที่ป่า ไม้จากต้นไม้ที่ถูกตัดเพื่อสร้างพื้นที่สำหรับอาคารก็จะถูกนำกลับมาใช้เป็นส่วนหนึ่งของอาคารด้วย

สำหรับฉนวนกันความร้อนในโครงสร้างอาคาร มีการวิจัยวัสดุทดลองเพิ่มเติม เช่น "ขนแกะเหลือทิ้ง" ควบคู่ไปกับเส้นใยเหลือทิ้งอื่นๆ ที่มาจากอุตสาหกรรมสิ่งทอและเกษตรกรรม โดยการศึกษาล่าสุดชี้ให้เห็นว่าฉนวนกันความร้อนที่นำกลับมาใช้ใหม่นั้นมีประสิทธิภาพสำหรับวัตถุประสงค์ทางสถาปัตยกรรม[ 43 ]

สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายต่ำ

วัสดุก่อสร้างที่มีผลกระทบต่ำจะถูกนำมาใช้ทุกที่ที่ทำได้ เช่น ฉนวนอาจทำจากวัสดุที่ปล่อย VOC ( สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย ) ต่ำ เช่นผ้ายีนส์รีไซเคิลหรือฉนวนเซลลูโลสแทนที่จะ ใช้ วัสดุฉนวนอาคารที่อาจมีสารก่อมะเร็งหรือสารพิษ เช่น ฟอร์มาลดีไฮด์ เพื่อป้องกันความเสียหายจากแมลง วัสดุฉนวนทางเลือกเหล่านี้อาจได้รับการบำบัดด้วยกรดบอริกอาจใช้สีอินทรีย์หรือสีที่ทำจากนม[ 44 ]อย่างไรก็ตาม ความเข้าใจผิดทั่วไปคือ วัสดุ "สีเขียว" นั้นดีต่อสุขภาพของผู้พักอาศัยหรือสิ่งแวดล้อมเสมอ สารอันตรายหลายชนิด (รวมถึงฟอร์มาลดีไฮด์ สารหนู และแอสเบสตอส) เกิดขึ้นตามธรรมชาติและไม่ได้ปราศจากประวัติการใช้งานด้วยเจตนาที่ดีที่สุด การศึกษาการปล่อยมลพิษจากวัสดุโดยรัฐแคลิฟอร์เนียแสดงให้เห็นว่ามีวัสดุสีเขียวบางชนิดที่มีการปล่อยมลพิษจำนวนมาก ในขณะที่วัสดุ "แบบดั้งเดิม" บางชนิดกลับมีการปล่อยมลพิษน้อยกว่า ดังนั้น หัวข้อเรื่องการปล่อยมลพิษจะต้องได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียดก่อนที่จะสรุปว่าวัสดุธรรมชาติเป็นทางเลือกที่ดีต่อสุขภาพที่สุดสำหรับผู้พักอาศัยและสำหรับโลกเสมอไป[ 45 ]

สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOC) สามารถพบได้ในสภาพแวดล้อมภายในอาคารทุกแห่ง โดยมาจากแหล่งต่างๆ มากมาย VOC มีความดันไอสูงและละลายน้ำได้น้อย และเป็นที่สงสัยว่าเป็นสาเหตุของ อาการประเภทกลุ่ม อาการอาคารป่วย (Sick Building Syndrome ) เนื่องจาก VOC หลายชนิดเป็นที่ทราบกันดีว่าทำให้เกิดการระคายเคืองต่อประสาทสัมผัสและอาการของระบบประสาทส่วนกลางซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของกลุ่มอาการอาคารป่วย ความเข้มข้นของ VOC ในอาคารสูงกว่าในบรรยากาศภายนอก และเมื่อมี VOC อยู่จำนวนมาก ก็สามารถก่อให้เกิดผลกระทบแบบสะสมและทวีคูณได้

โดยทั่วไปแล้ว ผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมักมี VOC น้อยกว่าและดีต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมมากกว่า กรณีศึกษาที่ดำเนินการโดยภาควิชาวิศวกรรมโยธา สถาปัตยกรรม และสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยไมอามี ซึ่งเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม 3 ชนิดกับผลิตภัณฑ์ที่ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม พบว่าแม้ว่าทั้งผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและผลิตภัณฑ์ที่ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมจะปล่อย VOC ออกมาในระดับหนึ่ง แต่ปริมาณและความเข้มข้นของ VOC ที่ปล่อยออกมาจากผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมนั้นปลอดภัยและสะดวกสบายต่อการสัมผัสของมนุษย์มากกว่า[ 46 ]

วัสดุอินทรีย์ที่ปลูกในห้องปฏิบัติการ

วัสดุก่อสร้างที่ใช้กันทั่วไป เช่น ไม้ จำเป็นต้องมีการตัดไม้ทำลายป่า ซึ่งหากไม่ดูแลอย่างเหมาะสมก็จะไม่ยั่งยืน ณ เดือนตุลาคม 2022 นักวิจัยที่ MIT ได้พัฒนา เซลล์ Zinnia elegansที่เพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการให้มีลักษณะเฉพาะภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุมได้ ลักษณะเหล่านี้รวมถึง "รูปร่าง ความหนา และความแข็ง" รวมถึงคุณสมบัติทางกลที่สามารถเลียนแบบไม้ได้[ 47 ] David N. Bengston จาก USDA แนะนำว่าทางเลือกนี้จะมีประสิทธิภาพมากกว่าการเก็บเกี่ยวไม้แบบดั้งเดิม โดยการพัฒนาในอนาคตอาจช่วยประหยัดพลังงานในการขนส่งและอนุรักษ์ป่าไม้ อย่างไรก็ตาม Bengston ตั้งข้อสังเกตว่าความก้าวหน้านี้จะเปลี่ยนกระบวนทัศน์และก่อให้เกิดคำถามทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมใหม่ๆ เช่น งานของชุมชนที่พึ่งพาไม้ หรือการอนุรักษ์จะส่งผลกระทบต่อไฟป่าอย่างไร[ 48 ]

มาตรฐานความยั่งยืนของวัสดุ

แม้ว่าวัสดุจะมีความสำคัญต่อความยั่งยืนโดยรวมของอาคาร แต่การวัดปริมาณและประเมินความยั่งยืนของวัสดุก่อสร้างกลับเป็นเรื่องยาก การวัดและการประเมินคุณลักษณะความยั่งยืนของวัสดุขาดความสอดคล้องกัน ส่งผลให้ปัจจุบันมีฉลากสิ่งแวดล้อมมาตรฐานและการรับรอง หลายร้อยรายการที่แข่งขันกัน ไม่สอดคล้องกัน และมักไม่แม่นยำ ความไม่ลงรอยกันนี้ทำให้เกิดความสับสนในหมู่ผู้บริโภคและผู้ซื้อเชิงพาณิชย์ รวมถึงการนำเกณฑ์ความยั่งยืนที่ไม่สอดคล้องกันมาใช้ในโครงการรับรองอาคารขนาดใหญ่ เช่นLEEDมีการเสนอแนวทางต่างๆ เพื่อปรับปรุงมาตรฐานวัสดุก่อสร้างที่ยั่งยืน[ 49 ]

การออกแบบและการวางแผนอย่างยั่งยืน

อาคาร

การสร้างแบบจำลองข้อมูลอาคาร

การสร้างแบบจำลองข้อมูลอาคาร (BIM) ใช้เพื่อช่วยให้การออกแบบที่ยั่งยืนเป็นไปได้ โดยอนุญาตให้สถาปนิกและวิศวกรบูรณาการและวิเคราะห์ประสิทธิภาพของอาคาร[5] บริการ BIM รวมถึงการสร้างแบบจำลองเชิงแนวคิดและภูมิประเทศ นำเสนอช่องทางใหม่สำหรับการสร้างอาคารสีเขียวด้วยความพร้อมใช้งานของข้อมูลโครงการที่สอดคล้องกันภายในและน่าเชื่อถืออย่างต่อเนื่องและทันที BIM ช่วยให้นักออกแบบสามารถวัดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของระบบและวัสดุเพื่อสนับสนุนการตัดสินใจที่จำเป็นในการออกแบบอาคารที่ยั่งยืน

การให้คำปรึกษา

อาจมีการว่าจ้างที่ปรึกษาด้านอาคารยั่งยืนตั้งแต่ช่วงต้นของกระบวนการออกแบบ เพื่อคาดการณ์ผลกระทบด้านความยั่งยืนของวัสดุก่อสร้างทิศทาง การใช้กระจก และปัจจัยทางกายภาพอื่นๆ เพื่อระบุแนวทางที่ยั่งยืนซึ่งตรงกับความต้องการเฉพาะของโครงการ

บรรทัดฐานและมาตรฐานได้รับการกำหนดอย่างเป็นทางการโดยระบบการให้คะแนนตามประสิทธิภาพ เช่นLEED [ 50 ]และEnergy Starสำหรับบ้าน[ 51 ]ซึ่งกำหนดเกณฑ์มาตรฐานที่ต้องปฏิบัติตาม และจัดเตรียมตัวชี้วัดและการทดสอบเพื่อให้เป็นไปตามเกณฑ์มาตรฐานเหล่านั้น ขึ้นอยู่กับฝ่ายต่างๆ ที่เกี่ยวข้องในโครงการที่จะกำหนดแนวทางที่ดีที่สุดในการปฏิบัติตามมาตรฐานเหล่านั้น

การจัดวางอาคาร

แง่มุมสำคัญประการหนึ่งของสถาปัตยกรรมที่ยั่งยืนและมักถูกมองข้ามคือการจัดวางอาคาร[ 52 ]แม้ว่าโครงสร้างบ้านหรือสำนักงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในอุดมคติมักจะถูกมองว่าเป็นสถานที่โดดเดี่ยว แต่การจัดวางแบบนี้มักเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม ประการแรก โครงสร้างดังกล่าว มักทำหน้าที่เป็นแนวหน้าของการขยายตัวของชานเมือง โดยไม่รู้ ตัว ประการที่สอง พวกมันมักจะเพิ่มการใช้พลังงาน ที่จำเป็นสำหรับการขนส่งและนำไปสู่การปล่อยมลพิษจากรถยนต์ที่ไม่จำเป็น ในอุดมคติแล้ว อาคารส่วนใหญ่ควรหลีกเลี่ยงการขยายตัวของชานเมืองเพื่อสนับสนุน การพัฒนาเมืองแบบเบาบาง ตามที่ ขบวนการวางผังเมืองแบบใหม่ได้กล่าวไว้[ 53 ]การกำหนดเขตการใช้ประโยชน์แบบผสมผสานอย่างระมัดระวังสามารถทำให้พื้นที่เชิงพาณิชย์ ที่อยู่อาศัย และอุตสาหกรรมเบาเข้าถึงได้ง่ายขึ้นสำหรับผู้ที่เดินทางด้วยเท้า จักรยาน หรือระบบขนส่งสาธารณะ ตามที่เสนอไว้ในหลักการของการวางผังเมืองอัจฉริยะการศึกษาเรื่องเกษตรกรรมยั่งยืนในการประยุกต์ใช้แบบองค์รวม ยังสามารถช่วยอย่างมากในการจัดวางอาคารที่เหมาะสม ซึ่งจะช่วยลดการใช้พลังงานและทำงานร่วมกับสภาพแวดล้อมมากกว่าที่จะต่อต้าน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ชนบทและป่าไม้

การใช้น้ำ

อาคารที่ยั่งยืนมองหาวิธีการอนุรักษ์น้ำหนึ่งในกลยุทธ์การประหยัดน้ำที่อาคารสีเขียวนำมาใช้คือหลังคาเขียวหลังคาเขียวมีพืชพรรณบนดาดฟ้าซึ่งช่วยดักจับน้ำฝนที่ไหลบ่า ฟังก์ชันนี้ไม่เพียงแต่รวบรวมน้ำไว้ใช้ในภายหลังเท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่เป็นฉนวนที่ดีที่สามารถช่วยลด ผลกระทบ จากปรากฏการณ์เกาะความร้อนในเมืองได้อีกด้วย[ 39 ]อีกหนึ่งกลยุทธ์การออกแบบที่ประหยัดน้ำคือการบำบัดน้ำเสียเพื่อให้สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้[ 54 ]

กลยุทธ์การออกแบบที่ยั่งยืนอีกประการหนึ่งคือการใช้ระบบเก็บน้ำฝน เช่น อุปกรณ์ประหยัดน้ำ ซึ่งเป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายในสถาปัตยกรรมสีเขียวว่าช่วยลดการใช้น้ำได้อย่างมาก และสนับสนุนการอนุรักษ์ทรัพยากรในระยะยาว[ 55 ]

การออกแบบเมือง

การวางผังเมืองอย่างยั่งยืนนั้นดำเนินการนอกเหนือจากสถาปัตยกรรมที่ยั่งยืน และมองภาพรวมของความยั่งยืนในวงกว้างขึ้น โซลูชันทั่วไปได้แก่สวนอุตสาหกรรมเชิงนิเวศ (EIP) และเกษตรกรรมในเมืองโครงการระหว่างประเทศที่ได้รับการสนับสนุน ได้แก่ เครือข่ายการพัฒนาเมืองอย่างยั่งยืน[ 56 ]ซึ่งได้รับการสนับสนุนจาก UN-HABITAT และ Eco2 Cities [ 57 ]ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากธนาคารโลก

ในขณะเดียวกัน กระแสล่าสุดของ สถาปัตยกรรม เมืองใหม่สถาปัตยกรรมคลาสสิกใหม่และสถาปัตยกรรมดั้งเดิม ร่วมสมัย ส่งเสริมแนวทางที่ยั่งยืนในการก่อสร้าง ซึ่งให้ความสำคัญและพัฒนาการเติบโตอย่างชาญฉลาดประเพณีทางสถาปัตยกรรมและการออกแบบคลาสสิก [ 58 ] [ 59 ] ซึ่งแตกต่างจากสถาปัตยกรรมสมัยใหม่และ สถาปัตยกรรม ที่เป็นเอกภาพทั่วโลกรวมถึงการต่อต้านโครงการบ้านจัดสรร แบบโดดเดี่ยว และการขยายตัวของชานเมือง [ 60 ] ทั้งสองกระแสนี้เริ่มต้นขึ้นในช่วงทศวรรษ 1980 รางวัลสถาปัตยกรรม Driehausเป็นรางวัลที่ยกย่องความพยายามในสถาปัตยกรรมเมืองใหม่และสถาปัตยกรรมคลาสสิกใหม่ โดยมีเงินรางวัลสูงกว่ารางวัลPritzker Prize ของสถาปัตยกรรมสมัยใหม่ถึงสอง เท่า[ 61 ]

การจัดการขยะ

ขยะมีลักษณะเป็นวัสดุที่ใช้แล้วหรือไร้ประโยชน์ที่เกิดจากครัวเรือนและธุรกิจ กระบวนการก่อสร้างและการรื้อถอน และอุตสาหกรรมการผลิตและเกษตรกรรม วัสดุเหล่านี้จัดอยู่ในประเภทขยะมูลฝอยในเขตเทศบาล เศษวัสดุก่อสร้างและรื้อถอน (C&D) และผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมหรือเกษตรกรรม[ 62 ] สถาปัตยกรรมที่ยั่งยืนมุ่งเน้นไปที่ การจัดการขยะในสถานที่ โดยรวมถึงสิ่งต่างๆ เช่น ระบบ น้ำเสียสีเทาสำหรับใช้กับแปลงสวน และห้องสุขาแบบหมักปุ๋ย เพื่อลดน้ำเสีย วิธีการเหล่านี้ เมื่อรวมกับการหมักปุ๋ย เศษอาหารในสถานที่ และการรีไซเคิลนอกสถานที่ สามารถลดขยะของบ้าน ให้ เหลือเพียง ขยะบรรจุภัณฑ์จำนวนเล็กน้อย

ดูเพิ่มเติม

  • สภาอาคารสีเขียวโลก
  • สถาบันพาสซีฟเฮาส์ (Passivhaus Institut)สถาบันอาคารประหยัดพลังงานของเยอรมนี
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Sustainable_architecture&oldid=1352924503 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ สถาปัตยกรรมที่ยั่งยืน

สถาปัตยกรรมยั่งยืนเป็นสาขาหนึ่งของสถาปัตยกรรมที่มุ่งเน้นการออกแบบและการก่อสร้างอาคารตามเกณฑ์ความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม โดยมีเป้าหมายเพื่อลดผลกระทบ เชิงลบ...

พื้นหลัง

ส่วนหนึ่งของชุดบทความเกี่ยวกับ พลังงานที่ยั่งยืน การประหยัดพลังงาน อาร์โคโลจี ฉนวนกันความร้อนสำหรับอาคาร การผลิตพลังงานร่วม หลอดฟลูออเรสเซนต์ขนาดกะทัดรัด โรงแรมเชิงนิเวศ เมืองเชิงนิเวศ บ้านนิเวศ ฉลากสิ่งแวดล้อม การใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ...

เปลี่ยนจากแนวทางที่แคบไปสู่แนวทางที่กว้างขึ้น

คำว่า "ความยั่งยืน" ในบริบทของสถาปัตยกรรมนั้น จนถึงปัจจุบันส่วนใหญ่ถูกพิจารณาผ่านมุมมองของ เทคโนโลยีการก่อสร้าง และการเปลี่ยนแปลงต่างๆ นอกเหนือจากขอบเขตทางเทคนิคของ " การออกแบบสีเขียว " การประดิษฐ์ และความเชี่ยวชาญแล้ว...

การเปลี่ยนครูผู้สอน

นักวิจารณ์แนวคิดลดทอนความซับซ้อนของ สถาปัตยกรรมสมัยใหม่ มักชี้ให้เห็นว่า การละทิ้งการสอน ประวัติศาสตร์สถาปัตยกรรม เป็นสาเหตุสำคัญ ข้อเท็จจริงที่ว่าบุคคลสำคัญหลายคนในการเบี่ยงเบนจากสถาปัตยกรรมสมัยใหม่ได้รับการฝึกฝนจาก คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน...