اقداماتی که به کاهش تقاضای انرژی ساختمان‌ها کمک می‌کند تا اطمینان حاصل شود که دارای کارایی انرژی بالا هستند، به‌عنوان قانون طلایی دستیابی به صفرخالص همواره در اولویت برنامه‌های توسعه شهری قرار دارد. چنانچه صددرصد تقاضای انرژی یک ساختمان توسط انرژی‌های تجدیدپذیر در محل تأمین شود، می‌توان آن را ساختمان انرژی‌صفر خالص نامید و اگر انرژی تجدیدپذیر از خارج از محل ساختمان برای تأمین تعادل وارد شود، می‌توان آن را کربن‌صفر خالص عملیاتی نامید.

برای دستیابی به این اهداف نیاز به رویکردهای طراحی نوآورانه متمرکز بر بهینه‌سازی عملکرد و همکاری در کل فرایند ساخت‌وساز است. در حال حاضر تعداد فزاینده‌ای از ساختمان‌های صفرخالص در سراسر جهان ساخته شده و در حال ساخت است. تصور اینکه چگونه دسترسی به منابع طبیعی همچون انرژی خورشیدی، باد یا زمین‌گرمایی بر ردپای کربن ساختمان تأثیر می‌گذارد، دشوار نیست اما روند طراحی و مدیریت منابع می‌تواند تفاوت قابل‌توجهی ایجاد کند.

اصول پروژه‌های کربن‌صفر

یک بررسی اجمالی از ساختمان‌هایی که به وضعیت صفرخالص دست یافته‌اند، نشان می‌دهد که همه آنها تمایل به داشتن موارد مشخصی همچون اتکا به انرژی‌های تجدیدپذیر و مدیریت مؤثر منابع دارند و در این راه از رویکردهای متفاوتی استفاده می‌کنند.

اتکا به انرژی‌های تجدیدپذیر

ساختمان‌ها با قطع کردن نیاز خود به انرژی حاصل از سوخت‌های فسیلی و استفاده از انرژی پاک که از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند خورشید و باد تأمین می‌شود، به انتشار خالص صفر می‌رسند و در بسیاری از موارد این انرژی در محل تولید می‌شود.

طراحی غیرفعال و مدیریت مؤثر منابع

طراحی ساختمان غیرفعال مصرف انرژی ساختمان را تا حد امکان کاهش می‌دهد و بیشترین بهره را از منابع طبیعی می‌برد. با نصب حسگرهای اینترنت اشیا و استفاده از هوش مصنوعی می‌توان همه امور یک ساختمان از دما و کیفیت هوا گرفته تا مقدار پسماند را اندازه‌گیری کرد و پلتفرم‌های اختصاصی را برای مدیریت منابعی همچون گرما، نور و تهویه به کار برد که نتیجه نهایی آن بهینه‌سازی مصرف انرژی و کاهش ردپای کربن ساختمان است.

قدرت مردم

مبحث صفرخالص فقط مربوط به مصالح و مواد نیست، بلکه مردم نیز در این فرایند دخیل هستند، کسب‌وکارها با حمایت از کاهش مصرف و اتلاف انرژی اطمینان حاصل می‌کنند که برای دستیابی به صفرخالص در تلاش هستند. کسب‌وکارهای صفرخالص سازماندهی شده و در مورد ردپای کربن مداوم خود شفاف هستند و یک سیستم دقیق برای جمع‌آوری داده‌های لازم در مورد انتشار کربن و جبران کربن خود دارند.

به رسمیت شناخته‌شدن

دستیابی به صفرخالص برای ساختمان‌ها کار آسانی نیست، به همین دلیل است که کسب‌وکارها برای تأیید وضعیت صفرخالص ساختمان خود از طرح‌ها و استانداردهایی همچون BREEAM و LEED کمک می‌گیرند. BREEAM مخفف «روش ارزیابی زیست‌محیطی تأسیسات تحقیقاتی ساختمان» و یک سیستم اعتبارسنجی و گواهی است که استاندارد جهانی را برای سیستم‌های رتبه‌بندی ساختمان‌ها و مشاغل به‌عنوان یک روش ارزیابی زیست‌محیطی تعیین می‌کند. LEED نیز مخفف «رهبری در طراحی انرژی و محیط‌زیست» و پرکاربردترین سیستم رتبه‌بندی ساختمان سبز در جهان است. گواهینامه LEED چارچوبی را برای ساختمان‌های سبز، سالم، بسیار کارآمد و کم‌هزینه معرفی می‌کند که مزایای زیست‌محیطی، اجتماعی و حاکمیتی را ارائه می‌دهد.

در ادامه چند ساختمان الهام‌بخش صفرخالص از سراسر جهان معرفی می‌شود که مسیر هر یک متفاوت بوده اما نتیجه رسیدن به صفرخالص برای همه یکسان است. این ساختمان‌ها با وجود اندازه‌ها و مکان‌های متفاوتشان راهی پیدا کرده‌اند که هدف صفرخالص را برایشان محقق کند.

ساختمان Venus، منچستر | انگلستان

این ساختمان تجاری با دیوارهای شیشه‌ای چشمگیر، طبق تعریف شورای ساختمان سبز بریتانیا (UKGBC) به‌طور مستقل به‌عنوان کربن‌صفر خالص تأیید شده است. بلوک اداری از سیستم مدیریت انرژی ISO۵۰۰۱ استفاده می‌کند و در تلاش برای دریافت گواهینامه مدیریت رویداد پایدار ISO۲۰۱۲۱ است. صددرصد زباله‌های ونوس بازیافت می‌شوند یا برای بازیافت انرژی استفاده می‌شوند و به این ترتیب با رتبه‌بندی BREEAM «بسیار خوب»، از نظر عملکرد زیست‌محیطی در بین ۲۵ درصد ساختمان‌های صفرخالص غیرخانگی بریتانیا قرار دارد.

ساختمان Unisphere، مریلند | ایالات متحده آمریکا

ساختمان ۶ طبقه یونیسفر با نمای شیشه و انحنای بی‌نظیر، بزرگ‌ترین ساختمان انرژی‌صفر خالص در جهان نامیده می‌شود. یک «چرخ انرژی» نمادین از داده‌های زمان واقعی برای نظارت بر مصرف خالص انرژی ساختمان استفاده می‌کند. از مواردی که برای رسیدن به هدف صفر خالص در این ساختمان به کار رفته است می‌توان به یک استخر سرپوشیده برای تنظیم دمای غیرفعال، ۲۹۷۶ پنل خورشیدی نصب‌شده بر نمای ساختمان برای تأمین انرژی پاک در محل، طراحی پنجره‌ها برای تهویه طبیعی ساختمان و سیستم‌های هوشمند و یکپارچه اشاره کرد که منابع را با توجه به میزان فضای اشغالی مدیریت می‌کند.

ساختمان Forge، لندن | انگلستان

ساختمان تجاری فورج بر اساس چارچوب تعیین‌شده توسط تعریف UKGBC، کربن‌صفر خالص است. این ساختمان رویکرد نوآورانه‌ای برای کاهش ردپای کربن دارد که با استفاده از استراتژی پلتفرم پایدار (P-DfMA) موفق به کاهش ۲۵ درصدی کربن و ۱۷۸ تن فولاد می‌شود و یک راه بسیار خلاقانه برای رسیدن به صفر خالص را به نمایش می‌گذارد. ساختمان فورج ۳۰۰ مترمربع بام سبز دارد که تنوع زیستی را تشویق می‌کند و با استفاده از ۱۰۷ پنل خورشیدی انرژی تجدیدپذیر را در محل برای مصرف ساختمان تولید می‌کند.

دفتر شناور، روتردام، هلند

این سازه سه‌طبقه چوبی کشتی‌مانند برای سازگاری با شرایط آب‌وهوایی آینده طراحی شده است، به‌گونه‌ای که به تغییرات سطح آب دریا و حتی قطع برق به سرعت پاسخ دهد. دفتر شناور روتردام رتبه ممتاز گواهینامه BREEAM را دریافت کرده است، سطحی که نیازمند تعهد استثنایی به پایداری ساختمان و کاهش قابل‌توجه اثرات زیست‌محیطی است. این ساختمان از یک سازه چوبی پایدار ساخته شده است که در نهایت می‌تواند مورد استفاده مجدد و بازیافت قرار گیرد. پنل‌های خورشیدی روی پشت‌بام، انرژی بیشتری نسبت به میزان مصرف ساختمان، تولید می‌کنند و آب بندر نیز در یک سیستم یکپارچه برای خنک کردن ساختمان استفاده می‌شود.

Powerhouse Telemark، پورشگرن | نروژ

این ساختمان با سقف زاویه‌دار و نمای درخشان خود، ظاهری جسورانه در چشم‌انداز شهر پورشگرن ایجاد کرده است و با آلایندگی صفر رتبه عالی گواهی پایداری BREEAM را از آن خود کرده است. پنل‌های خورشیدی ساختمان سالانه ۲۴۳ هزار کیلووات‌ساعت برق تولید می‌کنند که برای راه‌اندازی ساختمان و جبران انرژی مصالح ساختمانی (بعد از ۶۰ سال) کافی است.

دمای محیط داخلی توسط پمپ‌های حرارتی و انرژی زمین‌گرمایی در محل حفظ می‌شود و کل ساختمان به‌گونه‌ای طراحی شده است که به میزان ۷۰ درصد مصرف انرژی کمتری نسبت به سایر سازه‌های جدید مشابه داشته باشد. این دفتر اداری کربن‌منفی دارای یک سایبان بزرگ فتوولتائیک است و با هدف ارائه الگویی پایدار برای آینده فضاهای کاری برای پاسخ به شرایط اضطراری آب‌وهوایی طراحی شده است.

هتل Bauhofstrasse، لودویگزبورگ | آلمان

هتل Bauhofstrasse از ماژول‌های چوبی به رنگ سفید برفی در نزدیکی قلعه باروک و یک مرکز خرید دهه ۱۹۷۰ ساخته شده است که اولین ساختمان بدون کربن در شهر لودویگزبورگ است و به‌عنوان بخشی از طرح جوان‌سازی منطقه طراحی شده است.

اگرچه فونداسیون بنا از بتن ساخته شده است، اما بخش‌های دیگر از ماژول‌های چوبی ساخته می‌شود که استفاده از بتن و در نتیجه ردپای کربن ساختمان را کاهش می‌دهد. در مجموع ۴۴۰ مترمکعب چوب در این بنا استفاده شده است که منجر به جذب ۸۸۰ تن دی‌اکسیدکربن به‌طور دائم می‌شود.

ساختمان اداری Paradise، لندن | انگستان

یک دفتر ۶ طبقه چوبی کربن‌منفی در لندن به نام پارادایس متمرکز بر معماری پایدار است و طراحان ساختمان محاسبه کرده‌اند که کربن جذب‌شده در الوار، انتشار کربن تولیدشده در طول فرایند ساخت‌وساز و ۶۰ سال اول بهره‌برداری ساختمان را جبران می‌کند و به این ترتیب کربن‌منفی خواهد بود. در ساختار این ساختمان ترکیبی از الوارهای چوبی متقاطع (CLT) و تیرهای چوبی چندلایه چسب‌دار و تعدادی تیر فولادی پشتیبان روی یک فونداسیون بتنی استفاده شده است. از لحاظ پایداری، CLT یکی از معدود مواد ساختاری تجدیدپذیر موجود است که می‌تواند در پایان عمر به‌سادگی قابل‌استفاده مجدد باشد.

توسعه ساختمان A-Block، تورنتو | کانادا

طرح توسعه ساختمان بلوک آ، که به ساختمان موجود در کالج هنرهای کاربردی و فناوری Centennial اضافه شده است، بر اساس استفاده از الوارهای چوبی متقاطع CLT برای جبران ردپای کربن فرایند ساخت‌وساز و پنل‌های خورشیدی روی پشت‌بام برای تولید انرژی و جبران انتشار کربن سالانه است. این ساختمان نخستین تأسیسات آموزش عالی ساخته شده از چوب و کربن خالص در کانادا به شمار می‌آید که در ساخت آن به‌شدت از اصول بومی اقتباس شده است.

مسکن جمعی Passivhaus ، یورک | بریتانیا

بزرگ‌ترین طرح مسکن جمعی در بریتانیا ساختمان کربن‌صفر پسیوهاوس است که برای برنامه تحویل مسکن شورای شهر یورک طراحی شده و قرار است ۶۰۰ خانه مقرون‌به‌صرفه را در اختیار ساکنان قرار دهد و آنها را به سبک زندگی کم‌کربن تشویق کند.

توسعه هتل GSH، بورنهولم | دانمارک

هتل GSH در جزیره بورنهولم دانمارک در حال افزودن یک ساختمان کربن‌منفی به ساختمان موجود است که به‌طور کامل از چوب ساخته خواهد شد. قسمت جدید به صورت سازگار با محیط‌زیست طراحی شده است و ۲۴ اتاق مهمان، یک اتاق کنفرانس و اسپای روی پشت‌بام را برای هتل فراهم می‌کند. هدف از طرح این توسعه کربن‌منفی شدن ساختمان است به‌گونه‌ای که در طول عمر خود کربن بیشتری نسبت به مصرف خود جذب کند.

برای دستیابی به این هدف، از ساختار چوبی متقاطع (CLT) با عایق فیبر چوبی و روکش‌شده با قاب‌های چوبی و همچنین فناوری‌های طراحی غیرفعال و انرژی‌های تجدیدپذیر استفاده می‌کند و شامل مبلمان ساخته‌شده از مواد بازیافتی می‌شود.