Κατοικία στις Η.Π.Α. με πιστοποίηση "Leed Platinum"

Η κατοικία βρίσκεται σε μια υποβαθμισμένη γειτονιά στο κέντρο της πόλης Racine στο Γουισκόνσιν των Ηνωμένων Πολιτειών, δίπλα σε μια λίμνη. Σχεδιάστηκε για μια νέα οικογένεια και αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα για τον τρόπο με τον οποίον μια μικρή, βιοκλιματική κατοικία μέτριου προϋπολογισμού μπορεί να συμβάλει στην αισθητική και ενεργειακή αναβάθμιση του κτιριακού αποθεματικού μιας περιοχής, το οποίο επί δεκαετίες μαστίζει η οικονομική ύφεση. Είναι ένα από τα πρώτα σπίτια που χαρακτηρίστηκαν ως "LEED Platinum" σύμφωνα με το διεθνές σύστημα ενεργειακής πιστοποίησης, καθώς οι αρχιτέκτονες διαχειρίστηκαν με τον καλύτερο δυνατό τρόπο μια σειρά παραμέτρων, όπως το μικρόκλιμα της περιοχής, τον επαρκή αερισμό και ηλιασμό, τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, το βρόχινο νερό, τις φυτεύσεις κτλ.
Ο όγκος της κατοικίας είναι λιτός, ορθογωνικός με μια σειρά από εσοχές και εξοχές που δημιουργούν ημιυπαίθριους και στεγασμένους χώρους. Η διαφάνεια του ισογείου επιτρέπει την οπτική σύνδεση εκατέρωθεν της κατοικίας μεταξύ του δρόμου και της λίμνης, ενώ το ειδικό σύστημα εξωτερικής επένδυσης "rain screen", που χρησιμοποιήθηκε στον όροφο για την προστασία από τις συχνές καταιγίδες, δημιουργεί μια αεριζόμενη διπλή όψη ανάμεσα στα πετάσματα και το κέλυφος σκυροδέματος, με υψηλές ενεργειακές επιδόσεις. Aντανακλά την ηλιακή ακτινοβολία και λόγω του διακένου που αναπτύσσεται μεταξύ του εξωτερικού κελύφους και του εσωτερικού επιτρέπει την εκτόνωση των διαχεόμενων υδρατμών από τον εσωτερικό χώρο. Ως αποτέλεσμα αυτού, το εσωτερικό περίβλημα προστατεύεται από την άμεση έκθεση στον ήλιο και την υγρασία, βελτιώνοντας άμεσα τη θερμική άνεση των χρηστών. Αυτό το σύστημα μετασχηματίζεται σταδιακά, στο σημείο της βεράντας των υπνοδωματίων του ορόφου, σε ένα λεπτό πλέγμα ράβδων αλουμινίου, χωρίς όμως να παρεμποδίζει τη θέα. Το τοπικό κλίμα, με πολύ κρύους χειμώνες και ζεστά, υγρά καλοκαίρια απαιτούσε μια προσεκτική μελέτη για το συνδυασμό ενεργητικών συστημάτων και παθητικών στρατηγικών σχεδιασμού, για να διασφαλιστεί η σωστή θερμική άνεση στο εσωτερικό. Το μικρό μέγεθος της κατοικίας αποτέλεσε κλειδί για το μειωμένο ενεργειακό αποτύπωμά της και την ελαχιστοποίηση της εξάρτησής της από το τοπικό ενεργειακό δίκτυο. Οι αρχιτέκτονες, δημιουργώντας μια μακρόστενη κατοικία κατά μήκος του άξονα βορρά - νότου, εκμεταλλεύτηκαν στο έπαρκο τη μέγιστη ηλιακή έκθεση, καθώς και την αύρα της λίμνης, που παρέχει φυσικό, διαμπερή εξατμιστικό δροσισμό στους εσωτερικούς χώρους. Παράλληλα, τα χαμηλής εκπεμπτικότητας διπλά κρύσταλλα με διάκενο από αργό μειώνουν τις θερμικές απώλειες το χειμώνα και προστατεύουν από την υπερθέρμανση το καλοκαίρι. Το κεντρικό κλιμακοστάσιο λειτουργεί ως θερμική καμινάδα, επιτρέποντας την απαγωγή του θερμότερου αέρα προς τα επάνω και την εκτόνωσή του στο εξωτερικό περιβάλλον από τα ανοιγόμενα παράθυρα στο παρατηρητήριο του τελευταίου ορόφου. Η μεγάλη νότια προεξοχή του όγκου ελαχιστοποιεί τα ανεπιθύμητα ηλιακά κέρδη το καλοκαίρι καθότι αποτρέπει την είσοδο των ηλιακών ακτίνων, ενώ αντίστοιχα επιτρέπει την είσοδό τους και την αξιοποίηση της θερμικής ενέργειάς τους το χειμώνα, που ο ήλιος βρίσκεται χαμηλότερα. Ομοίως, το φύλλωμα από το παλαιό πλατάνι στον κήπο, που μετρά ήδη εκατό χρόνια, χρησιμεύει ως μια φυσική ομπρέλα για το σπίτι. Η βόρεια όψη, που εκτίθεται σε βίαιους βόρειους ανέμους το χειμώνα, σχεδιάστηκε σκοπίμως με τα λιγότερα δυνατά ανοίγματα.
Κατά τους χειμερινούς μήνες, όταν ο φυσικός αερισμός δεν είναι εφικτός, το σπίτι υποστηρίζεται με τεχνητό σύστημα αερισμού, χρησιμοποιώντας ένα ειδικό υποδαπέδιο σύστημα παροχής αέρα, που σε συνδυασμό με ένα σύστημα ανάκτησης θερμότητας παρέχει φρέσκο αέρα στους κατοίκους.
Για τη θέρμανση και την ψύξη της κατοικίας, αξιοποιήθηκε η γεωθερμία του εδάφους με εγκατάσταση κυκλώματος από γεωεναλλάκτες κατακόρυφης διάταξης κλειστού βρόχου με μια αντλία θερμότητας.
Το νερό χρήσης θερμαίνεται μέσω της ενέργειας που παράγεται από έναν ηλιακό συλλέκτη και συμπληρωματικά από τη γεωθερμική αντλία. Ανάλογα με τις ανάγκες της κατοικίας σε ζεστό νερό, το δίκτυο υποστηρίζεται και από ταχυθερμαντήρα ροής χωρίς δεξαμενή. Η απουσία δεξαμενής εξοικονομεί ενέργεια, καθώς δεν απαιτείται η συνεχής διατήρηση του νερού σε υψηλή θερμοκρασία. Οι σωλήνες του ζεστού νερού μονώθηκαν, ενώ στο δίκτυο εγκαταστάθηκε μια αντλία ανακυκλοφορίας, ελαχιστοποιώντας την άσκοπη ροή νερού. Μπαταρίες χαμηλής ροής συμβάλλουν στην εξοικονόμηση πόσιμου νερού. Η συνολική κατανάλωση νερού της κατοικίας περιορίζεται στα 53 m³/έτος.
Το βρόχινο νερό, που συλλέγεται από την οροφή, οδηγείται κατά 65% σε έναν ειδικά σχεδιασμένο υπόγειο χώρο, που επιτρέπει τη φυσική διήθησή του, ενώ το υπόλοιπο 35% συλλέγεται σε δυο δεξαμενές και χρησιμοποιείται για την άρδευση του κήπου. Για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιήθηκαν φωτοβολταϊκά συστήματα. Πιο συγκεκριμένα, η εξωτερική επίστρωση της οροφής καλύφθηκε από εύκαμπτα φωτοβολταϊκά φύλλα (PV laminates), ενώ μια επιπλέον σειρά τυπικών φωτοβολταϊκών πλαισίων εγκαταστάθηκε μακριά από την κατοικία, σ’ ένα κεκλιμένο τμήμα του οικοπέδου. Η ισχύς των φωτοβολταϊκών συστημάτων είναι 4,2 kW και καλύπτει περίπου το 70% της απαιτούμενης ενέργειας. Ο φωτισμός της κατοικίας επιτυγχάνεται με λαμπτήρες φθορισμού και φωτοδιόδους (LED). Επιπλέον, το ηλεκτρικό δίκτυο της κατοικίας συνδέθηκε στο δίκτυο της πόλης, ώστε να μπορεί να διοχετεύει ή να λαμβάνει ενέργεια ανάλογα με τις απαιτήσεις. Τέλος, τα υλικά επιλέχθηκαν προσεκτικά με βάση μια σειρά κριτηρίων, όπως της αντοχής, του χαμηλού κόστους συντήρησης, της τοξικότητας και των περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών (βιώσιμα, ανακυκλωμένα, ταχέως ανανεώσιμα). Προτεραιότητα δόθηκε στα υλικά με τοπική προέλευση και κατασκευή.