What are the most important design principles for carbon-neutral buildings?

Passive design is actually the cheapest and easiest way to lower energy consumption in buildings. This is where an architect really works their magic, and why hiring a professional to design your project is so important. Always think strategically when designing - ensuring adequate cross ventilation in hot climates by strategic window placement and insulation in cold climates will significantly impact the amount of energy consumed by the occupants of the building.

La orientación solar es uno de los principios básicos fundamentales para el diseño de edificios con neutralidad de carbono. Posicionar ventanas y aberturas de manera estratégica para maximizar la entrada de luz natural y aprovechar el calor del sol reduce la dependencia en sistemas de climatización mecánica. Esto optimiza la eficiencia energética y ayuda a alcanzar la neutralidad de carbono al reducir la necesidad de combustibles fósiles para la calefacción y refrigeración artificial. Del mismo modo, una correcta colocación de elementos como contraventanas, toldos y persianas pueden regular la incidencia lumínica y térmica según las estaciones del año, disminuyendo el consumo innecesario de electricidad.

Start with maximising on-site renewable energy generation, like rooftop solar panels with battery storage. If on-site generation doesn't cover all energy needs, supplement it with renewable energy from external sources. Traditional methods involve 'green power' products using renewable energy certificates, but the building's actual energy use might not align with the renewable sources (or even be on the same grid). Instead use local, hourly-matched renewable energy certificates for genuine zero emissions supply. Additionally, transition from gas to electricity for space and water heating, and cooking, enabling use of renewable energy for these purposes too.

En edificios con huella de carbono neutra, la orientación y disposición del sol es crucial, maximizando la luz natural y reduciendo la necesidad de sistemas de climatización. Los principios de energías renovables a considerar incluyen: - Paneles fotovoltaicos - Energía geotérmica - Pequeñas turbinas eólicas - Biomasa - Microcentrales hidroeléctricas. Un diseño ingenioso potencia la captura máxima de la energía solar incidente. La integración inteligente de estas estrategias asegura una disminución neta en las emisiones de efecto invernadero y una contribución relevante a la generación distribuida de electricidad limpia, aspectos fundamentales para alcanzar la neutralidad de carbono en la construcción.

The embodied carbon emissions, life cycle assessment, energy efficiency, and resource sustainability are intricately tied to the materials used. Opting for low-carbon or carbon-neutral materials reduces the overall environmental footprint. Considerations such as renewable resources, recyclability, local sourcing, and durability contribute to a building’s longevity and minimize waste. Adaptable materials supporting the circular economy model further align with carbon-neutral objectives. In essence, mindful material selection is a cornerstone principle, crucial for creating sustainable, low-impact structures in the pursuit of carbon-neutral design.

Climate plays a huge role in your final material selection. Choosing to build huge steel and glass structures in desert climates will increase the amount of heat the buildings trap and lead to higher energy consumption in an effort to maintain a comfortable temperature for the occupants. Conversely, in cold climates, glass and steel structures are more sustainable, since they trap heat and bring down energy consumption.

Para la selección de materiales de huella de carbono neutrales se deben de optar por alternativas respetuosas con el medio ambiente, aquellas que posean certificados que garanticen un proceder responsable. Se deben priorizar componentes de baja emisión de carbono, reciclables o fabricados con contenido reciclado. Es prioritario fomentar la eficiencia energética a través de sistemas aislantes térmicos e instalaciones de ventanas de alto rendimiento. La durabilidad y origen local de los materiales son clave, reduciendo la necesidad de reemplazos y minimizando las emisiones derivadas del transporte. Esta elección meditada de los componentes contribuye de forma significativa a la sostenibilidad y a la disminución global de la huella de carbono.

Una de las principales fuentes de emanación de carbono en la construcción es la fabricación del hormigón, desde el cemento hasta el acero, entonces, además de pensar en arquitectura pasiva, para que el consumo de combustibles fósiles posterior a la construcción sea el mínimo, sería ideal pensar en materiales como la madera para la construcción aquellos edificios que no requieran de otro material por sus exigencias mecánicas. La madera además de ser sustentable por su naturaleza, absorve carbono en su etapa de formación, lo cual la hace doblemente sustentable.

Climate significantly influences material selection. Opting for extensive steel and glass constructions in deserts intensifies heat retention, escalating energy use for temperature control. Conversely, in colder climates, these structures prove more sustainable by effectively trapping heat, reducing overall energy consumption. Acknowledging the climate's impact on material decisions is crucial for creating environmentally-conscious designs that align with energy efficiency goals and enhance occupants' comfort.

The most important criteria for designing carbon-neutral buildings that's often missed is to check if you want to intrude into the status-quo of the built-environment. I am 62 years old now, and I have encountered clients expressing an architecture problem when in fact, it was not one. People have their own imagination on what they want but they don't have the capability to vet that imagination. That is where architects knowledge should have helped. I have seen architects happily jumping into an unrealistic design requirement only because it will later appear in some coffee-table magazine. Some even claim that "if the client wants it, they surely must have thought through it" Not really. A lot of unwanted designs sadly gets built!

Diseño pasivo, uso de material reciclado y reciclable, autosuficiencia energética... Todo junto. Todo suma. Pero los edificios están en urbanizaciónes, las urbanizaciónes en ciudades, las ciudades en países. Las medidas y políticas deben ser globales, las visiones de futuro.

There is no silver bullet to achieve your goal...all of these are to be considered and prioritized. As was also stated the cheapest and least use of materials is to not build at all or to reuse existing materials in new ways. Clients have to be clear in their intentions and professionals need to be honest even if that means losing a commission.