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eCasa住宅プロジェクトは、ワシントンD.C.の低所得層向けに、ネットゼロで手ごろな価格の住宅プロトタイプを次々と提供するために設計されました。非営利の建築事務所Inscape Publicoは、Sefairaを使用して、ネットゼロを達成するために、設計の後期段階で建物の外皮性能と再生可能エネルギーの発電量のバランスをとりました。

非営利団体のMi Casa Inc.は、ワシントンD.C.およびボルチモア地域の多様で健全なコミュニティを維持するために、低・中所得者層に手頃な価格の住宅機会を提供しています。Mi Casa Inc.は、ワシントンD.C.およびボルチモア地域の近隣に影響を与えている複雑な変化に対応し、拡張性を確保するために、住宅・地域開発省と協力しました。

プロジェクトの種類：低所得者層向けの手頃な価格の住宅
場所：Washington D.C. USA
建物のプログラム：住宅
床面積/階数/占有率：6戸の住宅が2ブロック
性能目標：ネット・ゼロ・エネルギー

プロジェクトの限界をえる

Inscape Publicoは、ビルディングブロックの設計と仕様を決定しましたが、その性能を理解し、可能な限りプロジェクトを最適化したいと考えていました。このプロジェクトでは、限られた予算、限られた建築資材、そして厳しいスケジュールをこなす必要がありました。Sefairaを使用することで、プロジェクト内の変化しやすい要素を最適化し、プロジェクトがネット・ゼロ・エネルギーの達成に向けて順調に進んでいることを示すことができました。

隣接する道路上の両ブロックの位置を示す敷地図

その目標を達成するために、デザインチームが必要としたのは：

• 指定された建材に基づいて、ベースラインの建築性能を計算する。
• 高性能な建築構造を採用し、高効率の機器やシステムを指定することで、ネット・ゼロを達成するためにエネルギー消費を最小限に抑える。
• ネットゼロを達成するため、あらかじめ指定された太陽光発電パネルの必要数と再生可能エネルギーの発電量を計算する。
• 高効率の給水設備を採用することで、住民の年間運用コストを最小化する。

まず、設計チームは解析モデルをセットアップし、あらかじめ設定された外皮とHVACの値、および稼働率、照明の電力密度、電力の負荷、温度設定値、多様性要因などのベースライン変数を入力しました。次に、潜在的な戦略を検討しました。

シェーディングタイプと深さ：Sefairaの応答曲線を用いて、各ガラス開口部に最適な深さ2.5フィートの水平投影を指定しました。これにより、年間の冷房量を14％削減することができました。
給水設備：廃棄物と運用コストを削減するために、高効率の給水設備を採用しました。

水を温めるために必要なエネルギーが減り、水の使用量が全体的に減ったため、年間のランニングコストは37％削減されました。

ミネソタ通りの住宅ユニットとそれに対応する月別エネルギー消費量グラフ

シェーディングや給水設備を高性能なものにすることで、最終的な年間エネルギー消費量は、ミネソタ通りで21,372kBTU/年、27丁目で21,073kBTU/年という低さを実現しています。

27丁目の住宅ユニットとそれに対応する月別エネルギー消費量グラフ

建物の性能を最適化した後は、消費したエネルギーを相殺するために、同等以上のエネルギーを現地で発電することになります。セファイラ社の分析によると、1ブロックあたり18枚の太陽光パネルを2つ並べることで、ミネソタ通りでは21,473kBTU/年、27丁目では22,025kBTU/年を発電し、ネットゼロエネルギーを実現することができました。

Inscape PublicoのデザインディレクターであるStefan Schwarzkopf氏は、「すでに確立された素材やディテールを単に分析するのではなく、さらに早い段階でSefairaを使用してエンベロープを最適化したいと思います」と語っています。

例えば、決められた屋根材のR値はかなり高かったのですが、SefairaはR値の低い屋根材でも同等の性能を発揮することを示しました。この情報を早い段階で知っていれば、より費用対効果の高い建材やディテールを選択することができたはずです。

Sefairaのおかげで、Inscape PublicoとMi Casaのチームは、年間のエネルギー消費量を計算し、省エネ戦略を検討し、再生可能エネルギー発電を適用して、プロジェクトのネットゼロエネルギー化を実現しました。

「Sefairaは、様々なデザインの選択肢を評価して最適なインパクトを持つものを見つけるというプロセスから推測を排除し、デザインチームがプロジェクトのデザインそのものだけでなく、プロジェクトの目標を流動的に洗練させるのに役立ちます」とSchwarzkopf氏は締めくくりました。