Ενεργειακά αυτόνομη εξοχική κατοικία στην Καλιφόρνια

Πλήρως ενσωματωμένη στο άγριο ερημικό τοπίο της Καλιφόρνιας, η οικογενειακή εξοχική κατοικία Sawmill είναι ένα αυτόνομο κτίριο μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας. Ακολουθώντας την επιθυμία των ιδιοκτητών, οι αρχιτέκτονες σχεδίασαν μια μονοκατοικία, που εκμεταλλεύεται τις προκλήσεις και τις ευκαιρίες της απομακρυσμένης τοποθεσίας, δίνοντας έμφαση στο βιώσιμο σχεδιασμό και αποδεικνύοντας πως η υψηλή απόδοση μπορεί να συνδυαστεί άριστα με τον υψηλό αρχιτεκτονικό σχεδιασμό.
Έχοντας ως πηγή έμπνευσης το παραδοσιακό στήσιμο των σκηνών γύρω από τη φωτιά, οι χώροι διαβίωσης της κατοικίας οργανώνονται σε τρεις πτέρυγες, που χωροθετούνται γύρω από την κεντρική εστία του καθιστικού. Σ’ αυτό το σημείο, μια μεγάλη γυάλινη τζαμαρία διαστάσεων 3,5 x 8,0 (m), αποσύρεται με το γύρισμα ενός τροχού, μετατρέποντας την αυλή στην τέταρτη "σκηνή" γύρω από τη φωτιά και μεγιστοποιώντας τη σύνδεση μεταξύ αρχιτεκτονικής και φύσης, αλλά και μεταξύ των μελών της οικογένειας.

Τοποθεσία και παθητικός σχεδιασμός
Η κατοικία είναι κτισμένη σε υψόμετρο 1.524 m στην οροσειρά Tehachapi, που ενώνει τις ακτές της Καλιφόρνιας με τη Σιέρα Νεβάδα. Ως τμήμα του τοπικού οικοσυστήματος, η περιοχή φιλοξενεί πληθώρα ειδών χλωρίδας και παράλληλα παρέχει καταφύγιο σε πτηνά της περιοχής και άλλα ζωικά είδη, συμπεριλαμβανομένων άγριων αλόγων. Λαμβάνοντας υπόψη την πρότερη εκμετάλλευση της περιοχής και αναγνωρίζοντας πως η έρημος είναι ένα σκληρό αλλά ταυτόχρονα ευαίσθητο οικοσύστημα, ο σχεδιασμός εστίασε την προσοχή του στην ελαχιστοποίηση της ενόχλησης στο φυσικό τοπίο.
Με γνώμονα τον παθητικό σχεδιασμό, η τοποθεσία του κτιρίου επιλέχθηκε με προσοχή, ώστε να ενισχύεται ο φυσικός αερισμός το καλοκαίρι και να συλλέγεται η ηλιακή ακτινοβολία το χειμώνα, ενώ η κατασκευή εκμεταλλεύεται τις ιδιαιτερότητες του κλίματος,
που χαρακτηρίζεται από πολύ έντονες θερμοκρασιακές διακυμάνσεις κατά τη διάρκεια του εικοσιτετραώρου. Όλα τα δωμάτια που χρησιμοποιούνται, συχνά βρίσκονται το πολύ σε απόσταση 4,5 m από ένα λειτουργικό παράθυρο, μεγιστοποιώντας τα οφέλη του φυσικού αερισμού και φωτισμού, ενώ τα μεγάλα ανοίγματα της κατοικίας ενισχύουν τη σύνδεση του εσωτερικού με το εξωτερικό και προωθούν την υγεία των χρηστών.
Στο έργο δεν συμπεριλήφθηκαν εργασίες σχεδιασμού τοπίου, αλλά, αντιθέτως, το τοπίο αφέθηκε ελεύθερο να αναγεννηθεί μέσω μιας φυσικής διαδικασίας. Η χαμηλή, θαμνώδης τοπική βλάστηση λειτουργεί ως φυσική άμυνα ενάντια στις πυρκαγιές, που είναι ένα συχνό φαινόμενο στην περιοχή, ενώ οι υδατοδιαπερατές επιφάνειες με χαλίκι βοηθούν στον έλεγχο της απορροής του κοντινού ρέματος.

Υλικά και κατασκευή
Κτισμένη από ανθεκτικά και μη εύφλεκτα υλικά, η κατοικία σχεδιάστηκε έτσι, ώστε να μπορεί να ανταποκρίνεται στο δριμύ κλίμα της περιοχής, να έχει ελάχιστες απαιτήσεις συντήρησης και να μην κινδυνεύει από πυρκαγιά. Η προσέγγιση του σχεδιασμού εστίασε την προσοχή της σε μια νοοτροπία επανάχρησης και ανακύκλωσης, ώστε να επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα με τη χρήση των λιγότερων κατά το δυνατόν υλικών. Η φέρουσα κατασκευή αποτελείται από 25 τόνους δομικού χάλυβα, που διασώθηκαν από ένα παροπλισμένο εργοστάσιο σκυροδέματος σε κοντινή απόσταση, μειώνοντας κατά 13% το αποτύπωμα άνθρακα του κτιρίου. Στην ίδια λογική, τα ξύλα για τις εσωτερικές σκάλες, τις συρόμενες πόρτες και την τραπεζαρία διασώθηκαν από έναν αχυρώνα, ενώ ο μηχανισμός της συρόμενης τζαμαρίας του καθιστικού ανασύρθηκε από μια παλαιά αντλία νερού.
Από την αρχή του σχεδιασμού επιλέχθηκε η χρήση τσιμεντόλιθων, έναντι χυτού σκυροδέματος, με αποτέλεσμα να μειωθεί σημαντικά το κόστος της κατασκευής και να εξοικονομηθεί 36% ενσωματωμένης ενέργειας στην κατασκευή των τοιχοποιιών. Ακόμη, τα δάπεδα και η καμινάδα κατασκευάστηκαν από σκυρόδεμα που περιέχει ιπτάμενη τέφρα, η οροφή και οι υαλοπίνακες από υλικά άριστης ποιότητας και το κέλυφος είναι πλήρως μονωμένο για να μειώνονται οι θερμικές απώλειες.

Ενέργεια και διαχείριση νερού
Η κατοικία είναι πλήρως αυτόνομη και λειτουργεί εκτός τοπικού δικτύου ηλεκτρισμού και ύδρευσης, μειώνοντας ακόμη περισσότερο τον αντίκτυπό της. Όλη η απαιτούμενη ηλεκτρική ενέργεια παράγεται επιτόπου με τη βοήθεια ενός συστήματος φωτοβολταϊκών πετασμάτων δυναμικότητας 11 kW, εξοπλισμένων με μπαταρία για αποθήκευση. Επιπλέον, έχει προβλεφθεί μια εφεδρική γεννήτρια προπανίου 14 kW για περιπτώσεις συνεχόμενης κακοκαιρίας, βλαβών του συστήματος ή έκτακτων περιστάσεων, όπως φυσικών καταστροφών. Όσον αφορά στη διαχείριση του νερού, όλο το πόσιμο νερό συλλέγεται από ένα πηγάδι που βρίσκεται πλησίον της κατοικίας. Η άντληση του νερού επιτυγχάνεται με τη βοήθεια της ηλιακής ενέργειας, ενώ η αποθήκευση του γίνεται σε μια υπερυψωμένη δεξαμενή, που παρέχει σταθερή πίεση καλύπτοντας πλήρως τις ανάγκες της κατοικίας και το σύστημα πυρασφάλειας. Για μεγαλύτερη εξοικονόμηση, επιλέχθηκαν συσκευές χαμηλής ροής και ενέργειας, ενώ οι φυτεύσεις περιορίστηκαν σε ενδημικά φυτά με μειωμένες ανάγκες άρδευσης. Δεδομένου του ερημικού κλίματος και του χαμηλού ποσοστού βροχοπτώσεων στην περιοχή, το βρόχινο νερό συλλέγεται σε ένα κοινό σύστημα αποστράγγισης όμβριων και διοχετεύεται στο έδαφος, επιστρέφοντας στον υδροφόρο ορίζοντα. Παράλληλα, το 100% του γκρι νερού διοχετεύεται σε μια σηπτική δεξαμενή, όπου φιλτράρεται μέσω φυσικών διαδικασιών, πριν να απελευθερωθεί και πάλι, φιλτραρισμένο και απαλλαγμένο από μολυσματικούς παράγοντες, στο έδαφος.

Συστήματα θέρμανσης και ψύξης
Η θέρμανση και η ψύξη επιτυγχάνονται χάρη στη χρήση μιας αντλίας θερμότητας, η οποία αντλεί ενέργεια από το υπέδαφος και παρέχει θερμό ή ψυχρό νερό μέσω επιδαπέδιας θέρμανσης. Το υψηλών αποδόσεων σύστημα όχι μόνο παρέχει πολύ μεγάλη άνεση και αποδοτικότητα, αλλά εκμεταλλεύεται και τη θερμική αποθήκευση, βοηθώντας στη διαχείριση των ενεργειακών φορτίων. Συνεπικουρικά στο κεντρικό σύστημα λειτουργεί και το εντυπωσιακό τσιμεντένιο τζάκι, που είναι τοποθετημένο στο κέντρο της μονοκατοικίας. Η ενεργειακή εστία, που περικλείεται από γυαλί στις τρεις πλευρές της, είναι εξοπλισμένη με ένα μοναδικό σύστημα εξαερισμού που ενισχύει την ανταλλαγή θερμότητας ανάμεσα στους κύριους χώρους και στο υπόγειο, μεγιστοποιώντας την απόδοση του συστήματος.