Ankeny Row: Cộng cư cho những người có kinh nghiệm ở Portland

Trên khắp Hoa Kỳ, những người lớn tuổi thuộc thế hệ baby boomer thấy mình sống trong những ngôi nhà từng phù hợp với các gia đình đang phát triển nhưng giờ đây cảm thấy quá lớn, khó bảo trì và không hiệu quả về môi trường. Dick và Lavinia Benner, từng ở trong tình huống chính xác này, hiện đang cư trú tại Ankeny Row—một cộng đồng cohousing Passive House (PH) ở Portland, Oregon, với năm ngôi nhà phố, một căn hộ loft, một hội trường cộng đồng và một khu vườn chung. Hành trình của họ từ ý tưởng đến hoàn thành đã trải qua nhiều năm lập kế hoạch, vô số cuộc họp và sự hợp tác chiến lược.

Tìm Kiếm Địa Điểm và Đối Tác Phù Hợp

Ankeny Row nằm trong một khu phố lịch sử của Portland, ban đầu được phát triển xung quanh giao thông xe điện. Mặc dù khu vực này đã trải qua sự suy giảm vào giữa thế kỷ 20 khi ô tô trở nên thống trị, nhưng những thập kỷ gần đây đã chứng kiến sự phục hồi, kết hợp các phát triển dân cư lớn hơn với bán lẻ cao cấp. Vào năm 2011, vợ chồng Benners và một cặp đôi khác đã phát hiện ra khu đất 12,600 ft² (1,170 m²) mà cuối cùng sẽ trở thành Ankeny Row.

Các cư dân sáng lập đã tiếp cận dự án của họ một cách có phương pháp:

Phỏng vấn chín công ty kiến trúc hoặc thiết kế/xây dựng
Mời ba ứng viên cuối cùng tham gia một buổi thiết kế
Chọn Green Hammer Design-Build vì sự hiểu biết của họ về các mục tiêu cốt lõi của dự án và kinh nghiệm trước đó với Passive House

Các mục tiêu này vượt ra ngoài các mục tiêu xây dựng thông thường, tập trung vào:

Giảm thiểu tác động đến môi trường
Tạo ra những nơi cư trú phù hợp cho việc "già đi tại chỗ"
Thiết lập một nơi tụ tập xã hội cho một cộng đồng có cùng chí hướng

Thiết Kế Phản Ứng Khí Hậu Trong Môi Trường Biển Của Portland

Khí hậu của Portland—mùa đông ẩm ướt, ôn hòa và mùa hè nắng ấm, ôn hòa—có nhiều điểm tương đồng với Trung Âu, khiến tiêu chuẩn Passive House lý thuyết trở nên dễ dàng thực hiện. Tuy nhiên, sự khác biệt trong thực hành xây dựng và sự sẵn có của sản phẩm xây dựng đã tạo ra những thách thức trong việc triển khai, những thách thức này đã giảm bớt với kinh nghiệm ngày càng tăng của Green Hammer.

Đối với các kiến trúc sư Daryl Rantis và Dylan Lamar, sở thích của khách hàng về một khu vườn sân trong đã trở thành nguyên tắc tổ chức cho toàn bộ kế hoạch khu đất:

Ba tòa nhà được sắp xếp xung quanh một sân trong trung tâm
Vị trí xây dựng chiến lược để tối đa hóa ánh sáng mặt trời chiếu vào
Một tòa nhà với ba căn hộ townhouse hai tầng ở phía sau
Một tòa nhà thứ hai với hai căn townhouse ở phía trước
Một tòa nhà thứ ba chứa các khu vực chung ở tầng chính với một căn hộ duplex phía trên
Các đơn vị sống có diện tích từ 865 đến gần 1,500 ft² (80–140 m²)

Khoảnh Khắc "Aha": Đạt Được Mục Tiêu Net-Zero với Passive House

Một cái nhìn quan trọng đã xuất hiện sớm trong quá trình thiết kế. Bằng cách ưu tiên tiêu chuẩn Passive House và giảm đáng kể nhu cầu năng lượng của cộng đồng, mục tiêu năng lượng net-zero (NZE) đầy tham vọng của cư dân đã trở nên khả thi với một hệ thống điện mặt trời che phủ chưa đến một nửa diện tích mái hướng nam của tòa nhà phía sau. Tổng công suất hệ thống PV là 29 kW.

Giải pháp tinh tế này đại diện cho sự giao thoa giữa các nguyên tắc của Passive House với việc sản xuất năng lượng tái tạo—sử dụng thiết kế tòa nhà siêu hiệu quả để làm cho các hệ thống năng lượng tái tạo trở nên thực tiễn và tiết kiệm chi phí hơn.

Lựa Chọn Vật Liệu: Ưu Tiên Sức Khỏe và Bền Vững

Bảng màu vật liệu của Green Hammer cho Ankeny Row tập trung vào các tùy chọn không độc hại và bền vững:

Khoảng 90% các thành phần xây dựng được làm từ gỗ hoặc cellulose
Gỗ và gỗ hoàn thiện được chứng nhận bởi Hội đồng Quản lý Rừng (FSC)
Mái kim loại bền
Sử dụng hạn chế các sản phẩm foam, chủ yếu trong nền móng

Hệ thống nền móng thể hiện sự thỏa hiệp thực tiễn—sử dụng một nền móng nông cách nhiệt giống như một "bồn tắm" styrofoam được lấp đầy bằng bê tông, với các biến thể độ dày chiến lược ở các cạnh, móng trong và các khu vực giữa các móng.

Cấu Trúc Tường: Hiệu Suất Cao và Mở Hơi

Cấu trúc tường của Ankeny Row đạt được giá trị R ấn tượng khoảng 50 thông qua một hệ thống được thiết kế cẩn thận:

Khung cấu trúc 2 × 6 inches (8 × 24 mm) (một số tường sử dụng khung 2 × 4)
Tấm ván ép cấu trúc bên ngoài khung (ở phía ấm của vật liệu cách nhiệt)
Xà gỗ I dài 9.5 inch (240 mm) được lắp đặt từ tấm ván
Vật liệu cách nhiệt cellulose đóng gói chặt chẽ trong các khoang xà I
Tấm thạch cao mat sợi thủy tinh bên ngoài
Màng mở khuếch tán với các mối nối dán tạo thành các rào cản chống không khí và thời tiết

Cấu trúc này cho phép sự khuếch tán hơi nước cả bên trong và bên ngoài, tránh tích tụ độ ẩm trong khi vẫn duy trì hiệu suất nhiệt tuyệt vời.

Tính Liên Tục Của Rào Cản Không Khí và Thiết Kế Mái

Hệ thống rào cản không khí thể hiện sự chú ý tỉ mỉ đến từng chi tiết:

Màng dán quấn liên tục từ nền móng đến mái
Kết nối trực tiếp với mép bê tông của nền móng (rào cản không khí ở mức độ mặt đất)
Xà gỗ đơn dốc (sâu 28 inches/700 mm) được lấp đầy bằng vật liệu cách nhiệt cellulose
Kênh thông gió giữa các xà và mái kim loại tạo thành một cấu trúc mở hơi nước

Thiết Kế Năng Lượng Mặt Trời Thụ Động và Sự Thoải Mái Mùa Theo Mùa

Thiết kế tận dụng hướng mặt trời trong khi ngăn ngừa quá nhiệt:

Cửa sổ lớn hơn ở các mặt tiền hướng nam tối đa hóa việc thu nhiệt mặt trời vào mùa đông
Mái che sâu bóng mát cho các cửa sổ tầng trên hướng nam vào mùa hè
Bạt che bảo vệ các cửa sổ tầng dưới và tầng trệt
Chi tiết cẩn thận của các yếu tố nhô ra (bạt che, ban công) để giảm thiểu cầu nhiệt
Cửa sổ được đặt một cách chiến lược cho phép thông gió chéo và thông gió theo chiều dọc để làm mát vào ban đêm
Quạt trần trong một số đơn vị nâng cao sự thoải mái với mức tiêu thụ năng lượng tối thiểu

Hệ Thống Cơ Khí: Tối Giản nhưng Hiệu Quả

Mỗi đơn vị có một bộ hệ thống cơ khí được chọn lọc cẩn thận:

Thiết bị thông gió thu hồi nhiệt riêng lẻ cung cấp không khí tươi liên tục
Máy bơm nhiệt mini-split cho sưởi bổ sung và làm mát thỉnh thoảng
Máy nước nóng bơm nhiệt được lắp đặt trong các kho chứa ngoài trời để tránh tiếng ồn trong khi lấy nhiệt từ không khí xung quanh
Thiết bị được đánh giá Energy Star hàng đầu
Đèn huỳnh quang hoặc LED toàn bộ

Năng lượng mặt trời và nhiệt nội bộ dự kiến sẽ cung cấp 67% nhu cầu sưởi ấm hàng năm, với các máy mini-split xử lý phần còn lại.

Thách Thức Mô Hình Hóa và Sử Dụng Năng Lượng Thực Tế

Việc sử dụng Gói Lập Kế Hoạch Nhà Thụ Động (PHPP) để mô hình hóa đồng thời ba tòa nhà liên kết đã gặp phải những thách thức. Kinh nghiệm của Dylan Lamar với các dự án Nhà Thụ Động ở Tây Bắc Thái Bình Dương đã cho phép anh chọn các cấu kiện đáp ứng các mục tiêu về nhu cầu sưởi ấm hàng năm và năng lượng chính.

Tuy nhiên, khi xác định kích thước hệ thống PV, Lamar đã phải lệch khỏi các mặc định của PHPP cho tải điện và thiết bị. Những quan sát của anh cung cấp những hiểu biết văn hóa thú vị:

Ngay cả những khách hàng Mỹ có ý thức về môi trường thường sử dụng nhiều năng lượng hơn so với các giả định mặc định của PHPP
Người ở nhà Thụ Động châu Âu thường sống trong các giới hạn mặc định của PHPP
Để mô hình hóa thực tế, Lamar kết hợp hóa đơn tiện ích trước đó của khách hàng để ước tính việc sử dụng năng lượng không phải sưởi ấm/làm mát trong tương lai

Cân Nhắc Chi Phí: Kinh Nghiệm Giảm Chi Phí Thêm

Theo Lamar, chi phí thêm cho việc xây dựng theo tiêu chuẩn Nhà Thụ Động chỉ chiếm một phần tương đối nhỏ trong tổng ngân sách dự án. Khi Green Hammer đã tích lũy kinh nghiệm và phát triển mối quan hệ với các nhà thầu phụ quen thuộc với các phương pháp xây dựng Nhà Thụ Động, các yếu tố khác—như lựa chọn hoàn thiện và lựa chọn thiết bị—có tác động lớn hơn đến chi phí cuối cùng so với lớp bao hiệu suất cao.

Các chỉ số Nhà Thụ động

Dự án hoàn thành đã đạt được những số liệu hiệu suất ấn tượng:

Năng lượng sưởi ấm: 1.37–2.09 kWh/ft²/năm (14.76–22.46 kWh/m²/năm)
Năng lượng làm mát: 0.07–0.21 kWh/ft²/năm (0.73–2.27 kWh/m²/năm)
Tổng năng lượng nguồn: 12.07–14.83 kWh/ft²/năm (130–160 kWh/m²/năm)
Diện tích sàn đã xử lý: 1,312–3,965 ft² (122–368 m²)
Rò rỉ không khí: 0.5–1.0 ACH50

Ankeny Row chứng minh rằng các nguyên tắc Nhà Thụ động có thể hiệu quả trong việc giải quyết nhiều nhu cầu đồng thời—cung cấp những ngôi nhà thoải mái, tiết kiệm năng lượng nơi cư dân có thể sống lâu dài trong khi thúc đẩy kết nối cộng đồng và giảm thiểu tác động đến môi trường. Khi ngày càng nhiều người thuộc thế hệ baby boomer tìm kiếm các tùy chọn thu nhỏ bền vững, dự án này ở Portland cung cấp những bài học quý giá trong việc kết hợp hiệu suất kỹ thuật với các mục tiêu xã hội.