برای فرآیند طراحی، ما با تجزیه و تحلیل آب و هوای محلی شروع می‌کنیم. در اینجا نقشه دمای هلند را مشاهده می‌کنید. در سمت راست تفاوت ها را در طول 12 ماه سال مشاهده می‌کنید. و این مکان Honselersdijk است.
ما از این نقشه‌ها چه چیزی را می‌توانیم بیاموزیم؟ میانگین دمای سالانه فقط 10 درجه سانتیگراد است. مردم معمولاً دمای داخل خانه را حدود 21 درجه می‌خواهند، بنابراین آب و هوا در واقع تا 11 درجه بسیار سرد است. این به این معنا می‌باشد که دمای آسایش برای ساکنین حدود 21 درجه‌ی سانتیگراد می‌باشد. بنابراین در بیشتر اوقات سال، حتی با تغییرات آب و هوایی، دریافت نور خورشید و حفظ گرمای داخل خانه با عایق‌های حرارتی بسیار مهم است.
همچنین به این معنی است که دمای خاک فقط به طور محدود در حدود 10 تا 11 درجه در نوسان خواهد بود و شما می‌توانید از خاک برای پیش سرد کردن در تابستان و برای پیش گرمایش در زمستان استفاده کنید. از طریق لینک زیر می‌توانید اطلاعات لازم را در مورد ذخیره انرژی در داخل زمین مطالعه بفرمایید.
در تصویر زیر نقشه آب و هوای بارش در هلند را با موقعیت خانه که با دایره‌ی قرمز نشان داده شده است و تفاوت ماهانه در سمت راست می‌بینیم.
در موقعیت این پروژه، 850 میلی‌متر بارندگی وجود دارد که بیشتر بارش را باران در بر می‌گیرد. این خانه دارای سقف 50 متر مربع است. به این معنی که در مجموع 42.5 متر مکعب آب جاری می‌شود. این برابر با مقداری است که در حال حاضر برای توالت و باغ استفاده می‌شود.با نگاهی به نقشه و الگوی باد می‌بینیم که منطقه ساحلی خانه بادهای بسیار شدیدی را تجربه می‌کند. به طور متوسط 6 متر در ثانیه که 21.6 کیلومتر در ساعت یا 13 مایل در ساعت است.به نظر می‌رسد این یک مورد تجاری خوب برای استفاده از توربین های بادی است، اما در این قسمت در کشور باغداری زیادی وجود دارد که در میان آنها هیچ توربین بزرگ مجاز نیست. و توربین های شهری کوچکتر برای آنچه تولید می‌کنند نسبتاً گران هستند. پانل‌های خورشیدی در این موقعیت بسیار موثرتر هستند.
رویکرد طراحی آب و هوایی در اضافه کردن پوسته به این پروژه
در طراحی پوسته، هم جهت گیری و هم سازگاری به عنوان استراتژی‌های زیست اقلیم برای بهبود عملکرد آب و هوای خانه موجود در نظر گرفته شده است. رویکرد اصلی طراحی در مورد جهت‌گیری، داشتن پنل‌های شیشه‌ای و فتوولتائیک در سمت خورشید برای دریافت گرما و انرژی است. از طرف دیگر قسمت سرد خانه دارای عایق اضافی برای به حداقل رساندن اتلاف گرما است. علاوه بر این، پوسته برای حفظ کیفیت هوا و دمای آسایش در تمام طول سال سازگار است. در زمستان پوسته کاملا بسته است، در طول بهار و پاییز پوسته تهویه طبیعی غیرمستقیم را برای خانه فراهم می‌کند و در تابستان پوسته کاملاً باز است تا با استفاده از اثر دودکشی، تهویه طبیعی را به حداکثر برساند و دمای آسایش را حفظ کند.
در اینجا نگاهی به استفاده از انرژی خورشیدی می اندازیم. شما اگر با چگونگی استفاده از نمودار خورشید (Sun chart) آشنایی ندارید می توانید از لینک زیر اطلاعات لازم را کسب کنید.
خوب است بدانید که شدت نور خورشید در یک صفحه افقی در این قسمت از جهان حدود 114 وات بر متر مربع است که دقیقاً یک هزار کیلووات ساعت انرژی خورشیدی است. بنابراین مقدار کل انرژی خورشیدی غیرفعال – به عنوان مثال از طریق یک متر مربع سقف شیشه ای – نیز هزار کیلووات ساعت است. اگر آب گرم را از طریق کلکتور خورشیدی تولید کنیم، بازدهی تقریباً 450 کیلووات ساعت خواهد بود و اگر از فتوولتائیک (PV) استفاده می‌کردیم، حدود 150 کیلووات ساعت برق در طول یک سال تولید می‌شد.
حالا با نگاهی به نمودار، جهت باغ خانه در نمودار خط قرمز و خط آبی سمت خیابان است. یعنی اگر بخواهیم با گرمای خورشیدی کاری انجام دهیم باید از سمت باغچه استفاده کنیم.
این خانه دارای کف‌های فریم چوبی و سقف‌های دال، در کنار دیوار حفره‌ای غیر عایق از سنگ آهک ماسه‌ای در سمت داخل و مصالح بنایی در سمت خارج است و پنجره‌ها تک جداره می‌باشند. در مرحله اول کاهش تقاضای انرژی عایق‌ها را به خانه اضافه کردیم. عایق داخلی سقف و عایق کف طبقه‌ی همکف ساده‌ترین قسمت‌ها بودند.برای یک نمای شمال غربی با عایق ضخیم طبق تصویر زیر، دیوار شیروانی بیرونی را از بین بردیم، بیست سانتی متر عایق نفوذ پذیر در برابر بخار اضافه کردیم و نمای بیرونی را با آجر پوشاندیم.
در نمای جنوب شرقی، حفره دیوار با عایق نفوذ پذیر بخار پر شده است.
به عنوان یکی دیگر از معیارهای مرحله 1 کاهش تقاضا انرژی، ما شیشه‌های تک جداره را با بهترین عایق بندی پنجره‌های دو جداره جایگزین کردیم. همچنین دریچه‌هایی برای دریافت نور روز (Sola tube) در سقف استفاده شده است.
در تصویر زیر مشاهده می‌کنید که چگونه هوای تازه از طریق لوله‌های زیرزمینی وارد می‌شود و دمای پایدار خاک را قبل از ورود به خانه دریافت می‌کند. یک مبدل حرارتی(Heat exchanger)، حداکثر بازیابی گرما را از هوای خروجی ایجاد می‌کند. در مرحله ی سوم، تولید انرژی های تجدیدپذیر، را می‌توان به برق و گرما تقسیم کرد که هر دو به اصلی‌ترین مداخله‌ای که ما انجام دادیم مرتبط هستند: گلخانه.
ساختار سقف این گلخانه شامل سلول‌های خورشیدی در بین دو قطعه شیشه می‌باشد که تولید کننده انرژی این خانه است. اما گلخانه همچنین گرمای خورشید را جذب می‌کند، و سپس این گرما بالا می‌رود و یک منبع گرما را برای یک کالکتور آدیاباتیک بین سقف اصلی و گلخانه تشکیل می‌دهد، که گرما را استخراج می‌کند، در نتیجه هوا و سلول‌های خورشیدی را خنک می‌کند و آن را به مخزن آب گرم منتقل می‌کند. جایی که یک پمپ حرارتی دما را تا 55 درجه سانتیگراد افزایش می‌دهد.
از این آب گرم می‌توان برای گرمایش رادیاتور و برای دوش گرفتن استفاده کرد.
سقف گلخانه و سقف نیز برای جمع آوری آب باران استفاده می‌شود که در مخزنی ذخیره می‌شود. از این آب برای سیفون توالت و آبیاری گیاهان استفاده می‌شود.
همچنین در این پروژه یک بام سبز به شمال غربی خانه، و گونه‌های گیاهی مناسب برای آب و هوای محلی در باغ جلویی و پشتی افزوده شده است و همچنین پیشنهاد شده است که میوه‌ها و سبزیجات در این مکان رشد داده شوند.
