Ambientato nell’aspro deserto del Mojave della California, Sawmill offre un nuovo modello di casa unifamiliare sostenibile.
Il brief del cliente richiedeva una casa autosufficiente che massimizzasse la connessione tra architettura e natura e tra i membri della famiglia all’interno.
La casa in blocchi di cemento, acciaio e vetro da 5.200 SF è progettata per resistere al clima infuocato delle montagne Tehachapi.
A dimostrazione del fatto che il design elevato può anche essere ad alte prestazioni, Sawmill è una casa ad impatto zero che funziona completamente fuori rete.
“Il team è elogiato per la loro analisi site-specific, come dimostra la decisione di lasciare che l’acqua piovana ricarichi la falda acquifera invece di raccoglierla. Se un’abitazione unifamiliare deve essere costruita in un clima desertico, ecco come farlo . “
Integrazione
Ambientato nell’aspro deserto del Mojave in California, Sawmill offre un nuovo modello di casa unifamiliare sostenibile.
Il settore residenziale negli Stati Uniti continua ad essere il maggior consumatore di energia; oggi più americani risiedono in case unifamiliari rispetto a qualsiasi altro tipo di alloggio.
Nel 2016 sono state costruite 750.000 nuove case unifamiliari, più del doppio del numero di unità multifamiliari.
Più di ogni altro tipo di edificio, la creazione di un nuovo modello per la casa unifamiliare ha il potenziale per cambiare radicalmente il panorama energetico negli Stati Uniti, dimostrando che un accurato design può anche offrire elevate prestazioni, Sawmill è una casa unifamiliare a impatto zero che opera completamente fuori rete.
Il brief del cliente richiedeva una casa autosufficiente che massimizzasse la connessione tra architettura e natura e tra i membri della famiglia all’interno.
Rifacendosi alla tradizione delle tende intorno al fuoco, la casa è composta da tre ali collegate dal focolare centrale nella zona giorno.
Una parete della finestra di 12 x 26 piedi si ritrae con il giro di una ruota, trasformando il patio esterno nella quarta “tenda” attorno al fuoco.
Resistenti come chiodi, i materiali durevoli di Sawmill resisteranno al clima rigido, dove gli incendi sono un grave pericolo in estate e gli inverni sono estremamente freddi.
L’approccio progettuale è stato guidato da una mentalità da spazzino, cercando sempre di fare di più con meno, compreso l’utilizzo di materiali recuperati e riciclati quando possibile.
Situato per ridurre al minimo i disturbi al suo ambiente naturale, Sawmill riconosce che mentre il deserto è aspro, è anche fragile.
Storicamente, la valle era stata utilizzata per l’estrazione mineraria, l’allevamento e il disboscamento, da cui il nome “Segheria”.
Riconoscendo questo passato sfruttamento del sito, i proprietari di casa volevano che la loro casa restituisse alla terra, piuttosto che prendere da essa.
Sawmill rappresenta una testimonianza dell’alto design come etica ambientale, un edificio che collega le persone al luogo.
Comunità
Comunità all’interno: il “fuoco da campo” centrale di Sawmill non è solo il cuore della casa, ma il suo piano riflette l’etica della casa di unire design elevato con prestazioni elevate.
Basato su progetti russi e finlandesi, l’enorme camino in cemento a tre lati raccoglie l’aria calda mandandola giù nel seminterrato prima di restituirla attraverso il camino.
Ciò migliora lo scambio termico con il calcestruzzo, che poi si irradia nel seminterrato e nella zona giorno.
La casa utilizza il concetto di piacere termico, incorporando un singolo camino per creare un punto focale termico. Questo incoraggia i membri della famiglia a riunirsi attorno al fuoco durante le fredde notti del deserto, o ad estendere la zona giorno all’esterno del patio con tempo temperato.
Insieme alla parete della finestra retrattile, il camino centrale di Sawmill collega l’interno con l’esterno e le persone che vi abitano.
Comunità al di fuori: lo zero netto e le strategie di sostenibilità di Sawmill hanno il potenziale per estendere un’influenza più ampia sul modo in cui la nostra cultura comprende la tipologia di costruzione di una casa unifamiliare.
Questo tipo di edificio è stato tradizionalmente il maggior consumatore di energia nel nostro paese, ma Sawmill dimostra che le residenze private possono effettivamente restituire all’ambiente piuttosto che consumarla
ECOLOGIA
Un’attenta ubicazione nell’ ecotòno dell’alto deserto consente a Sawmill di sfruttare l’energia naturale dei grandi sbalzi di temperatura diurni della regione.
Nessun paesaggio è stato incluso nel progetto, l’obiettivo era invece quello di consentire al paesaggio di rigenerarsi dopo anni di disboscamento, allevamento e miniere nella regione.
Ecologia del sito: SAMWILL si trova nelle montagne di Tehachapi, un importante corridoio per la fauna selvatica e un ponte per l’habitat vegetale che collega le gamme costiere della California con la Sierra Nevada.
Parte del chaparral interno della California e della sub-ecoregione dei boschi, le erbe autoctone, il grano saraceno, i pini grigi, le manzanitas, i cactus e la quercia forniscono l’habitat per gli uccelli nativi e altre specie, compresi i cavalli selvaggi, che sono stati osservati nell’area durante l’ultimo secolo.
La regione subisce grandi variazioni di temperatura diurne, con un alto potenziale di incendi nelle estati calde e secche e temperature estremamente fredde in inverno.
Design: l’edificio è posizionato per convogliare la brezza del canyon in estate e catturare il calore solare in inverno. Un impianto fotovoltaico fornisce a SAMWILL l’energia solare.
Il paesaggio autoctono basso e arido funge da difesa naturale contro gli incendi. La ghiaia naturale e permeabile viene lasciata incompiuta in tutto il sito, riducendo l’impatto del deflusso dal vicino ruscello.
ACQUA
SAMWILL funziona completamente fuori rete, compreso il suo sistema idrico.
Fonte: situata in un clima semi-arido con periodi di siccità periodica, questa casa attinge tutta l’acqua potabile da un pozzo in loco, eliminando la dipendenza dalle fonti idriche comunali.
L’acqua viene pompata utilizzando l’energia solare e immagazzinata in un serbatoio sopraelevato su un crinale dietro la casa, che fornisce una pressione dell’acqua costante alla casa e al sistema di protezione antincendio.
Conservazione: gli impianti a flusso ultrabasso e le rondelle a risparmio energetico / idrico contribuiscono alla conservazione dell’acqua.
Tutte le piantagioni sono autoctone, eliminando la necessità di irrigazione del paesaggio.
Gestione: l’acqua piovana viene raccolta dagli ombrinali in un comune canale di scolo.
Date le sporadiche precipitazioni annuali – meno di 12 pollici all’anno – aveva più senso restituire l’acqua piovana al suolo per ricaricare la falda freatica piuttosto che costruire una cisterna del sito che sarebbe stata utilizzata solo sporadicamente.
Il 100 percento delle acque grigie viene gestito attraverso una fossa settica in loco e un campo di lisciviazione, riducendo al minimo l’inquinamento utilizzando i processi di filtraggio naturale del suolo.
Le acque reflue della casa vengono filtrate attraverso la fossa settica prima di essere rilasciate nel campo di lisciviazione.
Un ulteriore vantaggio ambientale di questa strategia è l’immediata ricostituzione dello spartiacque regionale.
ECONOMIA
Spinto da una mentalità da spazzino, l’approccio progettuale di Sawmill capitalizza sull’uso di materiali di recupero per un rapporto costo-efficacia.
Mentalità da “scavenger”: il progetto include 25 tonnellate di acciaio strutturale recuperate da un cementificio dismesso nelle vicinanze. Tutto l’acciaio strutturale di Sawmill è stato estratto dall’impianto, il che ha influenzato il design dell’edificio.
Non solo questo materiale è stato deviato dal flusso di rifiuti, ma ha anche fornito un risparmio stimato di $ 40.000 e ha contribuito a una riduzione del 13% dell’impronta di carbonio dell’edificio.
Il legno per i gradini delle scale interne, le porte scorrevoli e il tavolo da pranzo è stato trovato in loco in un fienile esistente. La parete della finestra scorrevole è azionata da una ruota trovata da una vecchia pompa dell’acqua.
L’uso di CMU invece del calcestruzzo gettato in opera ha portato a un risparmio stimato di $ 70.000.
Costi operativi ridotti: SAMWILL è completamente autosufficiente: l’unico costo operativo è il propano utilizzato per la griglia.
Il suo costo di esercizio annuale è inferiore del 96% rispetto al costo di gestione della casa unifamiliare media (circa $ 2.000 all’anno).
Secondo la US Energy Information Administration, nel 2015 una famiglia americana su tre ha dovuto affrontare difficoltà nel pagare le bollette energetiche.
Sawmill offre un nuovo modello di casa unifamiliare economica e ad alte prestazioni.
“Questa casa cattura la fenomenologia della vita nel deserto con l’uso di materiali semplici, frugali e di recupero”.
ENERGIA
Spinto dal brief del cliente per creare una casa completamente autosufficiente, il design di Sawmill è modellato attorno a strategie ad impatto zero per operare completamente off-grid.
La casa genera il 96% in meno di CO2 rispetto alla media delle case unifamiliari.
Strategie di progettazione passiva: situata e progettata per massimizzare la luce diurna, l’energia solare e la ventilazione naturale, la casa sfrutta il clima regionale con una costruzione di massa pesante e grandi sporgenze che riducono il guadagno solare in estate.
Con tempo temperato, la casa funziona come un padiglione a cielo aperto grazie alla parete vetrata che apre l’intera zona giorno verso l’esterno.
L’involucro edilizio è fortemente isolato per ridurre la dispersione di calore nel periodo invernale.
Pompa di calore geotermica: i carichi termici sono soddisfatti con una pompa di calore geotermica ad alte prestazioni da cinque tonnellate che fornisce acqua (calda o refrigerata) a un pavimento radiante.
Oltre a fornire comfort ed efficienza superiori, ha anche il vantaggio dell’accumulo termico, aiutando nella gestione del carico.
Il camino in posizione centrale funge da backup per la pompa di calore geotermica.
Energia solare: un campo fotovoltaico da 8,4 kW con batteria di riserva consente alla casa di funzionare fuori dalla rete energetica.
Le dimensioni del campo fotovoltaico sono state ridotte incorporando funzionalità di gestione del carico e riduzione del carico tramite un controllore programmabile industriale.
“Questo è un eccellente esempio della potenziale bellezza in un approccio olistico passivo. La casa è completamente fuori rete con una leggera impronta ambientale”.
BENESSERE
Connessione alla natura: la casa si fonde con l’ambiente circostante, sfumando i confini tra interno ed esterno. La facciata scorrevole di 26 x 12 piedi della camera familiare si allontana per promuovere una connessione coinvolgente e sensoriale con il sito e consente allo spazio abitativo di estendersi all’esterno.
Salute e benessere: il design della casa massimizza la connessione tra interno ed esterno, incoraggiando una connessione biofila tra gli abitanti e l’ambiente circostante. Tutte le stanze regolarmente occupate si trovano entro 15 piedi da una finestra apribile, consentendo all’aria fresca di circolare attraverso la casa e massimizzando le opportunità di illuminazione diurna nell’ambiente desertico. Il posizionamento strategico delle vetrate incornicia le viste sulle montagne circostanti, promuovendo la salute invitando gli occupanti a sfruttare i vicini sentieri escursionistici.
Comfort silenzioso: il sistema meccanico è una lastra radiante che non solo offre un comfort superiore agli occupanti, ma lo fa mentre funziona in modo più efficiente rispetto a un sistema ad aria forzata ed è silenzioso. Ogni stanza si trova in una zona diversa, quindi gli occupanti possono regolare la temperatura.
Materiali sani: i materiali sono stati selezionati per promuovere la qualità dell’aria interna, il benessere e la salute. La tavolozza degli interni impiega materiali naturali come il legno di recupero, la lamiera di acciaio oliata e il calcestruzzo di cenere volante macinata con aggregato color terra.
RISORSE
Minimalismo critico: il primo passo nella riduzione è usare meno. Sawmill celebra la bellezza naturale dei materiali, rinunciando alle finiture a meno che non sia funzionalmente necessario. Altri elementi svolgono un doppio compito: il camino, ad esempio, funge anche da rinforzo laterale per la casa.
Incorporare il recupero: Sawmill è un caso di studio sul recupero e il riutilizzo dei materiali. Durante la progettazione, il proprietario ha scoperto che una vicina cementeria era in fase di disattivazione. Il team di progettazione ha ridisegnato la casa per incorporare travi in acciaio strutturale recuperate da quell’edificio dismesso. Inoltre, tutto il legno nelle porte, nei gradini delle scale e nei piani dei tavoli era legno esistente trovato da un fienile in loco.
Materiali a basso tenore di carbonio: all’inizio della progettazione, il team è passato da muri in calcestruzzo gettato in opera a blocchi CMU. Ciò ha ridotto drasticamente il costo del progetto e ha consentito di portare i materiali tramite veicoli più piccoli anziché grandi camion.
Studi in Tally for Revit hanno dimostrato che il passaggio ai blocchi CMU ha risparmiato il 36 percento dell’energia incorporata delle pareti e ha avuto un impatto maggiore sulla casa rispetto a tutto l’acciaio recuperato.
La casa incorpora anche calcestruzzo di cenere volante nei pavimenti e nel camino. La casa ha ridotto la sua impronta di carbonio del 33 percento rispetto al design originale.
Cambiamenti
Sopravvivenza passiva: Sawmill è completamente autosufficiente e funziona fuori dalla rete energetica, massimizzando la sua sopravvivenza passiva. È indipendente dall’energia e dall’acqua e tutta l’elettricità è prodotta in loco con il suo sistema di pannelli solari da 11 KW con batteria di riserva.
L’edificio è adattabile a fronte di stress o shock, come tempeste, disastri naturali o blackout. Un generatore di propano di riserva da 14 KW è disponibile durante i giorni non solari continui o in caso di guasto del sistema. Una caldaia a propano di riserva può fornire calore in caso di gelo continuo o guasto del sistema della pompa di calore geotermica.
Misure di resilienza: Situato in una regione sismicamente attiva lungo la faglia di Garlock, l’edificio è stato progettato per migliorare la sicurezza della vita e ridurre al minimo i danni in caso di evento sismico. Le forme dell’edificio semplici e autobloccanti contribuiscono alla solidità dell’edificio, compreso il camino in cemento che funge anche da controventatura laterale.
Situato in una regione soggetta a incendi, il paesaggio comprende una zona tagliafuoco attorno al perimetro della casa.
Durata: i materiali durevoli della casa sono stati selezionati per resistere al clima rigido del deserto e ridurre al minimo la necessità di manutenzione. Tetti di classe A, vetri temperati e materiali non combustibili sono stati selezionati per durabilità, bassa manutenzione e resistenza al fuoco, inclusi CMU e acciaio all’esterno.
Scoperte
Come Studio, siamo stati a lungo interessati a utilizzare l’architettura per fungere da ponte tra gli esseri umani e la natura, ma questo progetto porta questa etica ancora più in là, mostrando come i progetti possono effettivamente entrare in simbiosi con i loro siti.
Il cliente è stato parte integrante del processo di progettazione. Ha lavorato come appaltatore generale per la costruzione della casa, progettando attivamente diversi sistemi di gestione del carico dell’edificio. Continuiamo a imparare da questo cliente, poiché ha partecipato a valutazioni successive all’occupazione.
Nel 2017, Sawmill ha ricevuto l’AIA National Housing Award. La giuria ha osservato del progetto:
“Una molto ben fatta costruzione che non sembra essere più necessario riguardare le dimensioni, ma offre molto di più per quanto riguarda lo spirito e la comprensione del luogo”.
Sawmill ha dettagliato le caratteristiche di sostenibilità della casa, portando le nostre lezioni di design a un pubblico più ampio.
Crediamo che Sawmill rappresenti un nuovo modello per la casa unifamiliare.
Se le lezioni apprese su Sawmill venissero applicate agli standard di costruzione generali per questo tipo di casa, potrebbe avere un impatto drammatico sul panorama energetico degli Stati Uniti.
Metriche obbligatorie
Riepilogo valutazione post-occupazione: Abbiamo fornito al cliente una semplice indagine sul comfort termico e sulla qualità dell’aria che gli chiedeva di valutare il livello di soddisfazione, valutare la scala termica (-3 = troppo freddo, + 3 = troppo caldo) sia con clima caldo e il freddo.
La risposta è stata che erano molto soddisfatti e stavano bene sia con il caldo che con il freddo.
Abbiamo anche chiesto se c’era una parte particolare della giornata o della settimana in cui hanno provato disagio e la risposta è stata che non c’era.
Per quanto riguarda la qualità dell’aria, c’è stato anche un alto livello di soddisfazione, con la risposta che la qualità dell’aria migliora la produttività degli occupanti.
Con le domande a risposta aperta, si diceva che la casa aveva buone caratteristiche passive e che per loro era importante il padiglione all’aperto in condizioni temperate al centro della casa.
Fonte @AIA.ORG
