ساختمان مستقل

یک ساختمان مستقل ، ساختمانی است که طوری طراحی شده که بتواند به‌طور مستقل از سرویس‌های پشتیبان زیرساخت مانند شبکه برق، گاز، شهرداری، سیستم‌های دفع فاضلاب، زهکش‌های طوفان، سرویس‌های ارتباطی و در برخی موارد جاده‌های عمومی کار کند.
طرفداران ساختمان خودمختار مزایای آن را شامل کاهش اثرات محیطی، افزایش امنیت و هزینه مالکیت کمتر می‌دانند. برخی مزایای ذکر شده بیشتر از ساختمان خودمختار، اصول ساختمان سبز را برآورده می‌کنند (پایین را ببینید). ساختمان‌های خارج از شبکه معمولا چندان به خدمات شهری تکیه ندارند و بنابراین در زمان بحران شهری یا تهاجم نظامی امن‌تر و راحت ترند. (اگر شبکه خدمات عمومی به هر دلیل مورد تهاجم قرار گیرد، ساختمان‌های خارج از شبکه آب و برق خود را از دست نمی‌دهند).
بیشتر مقاله‌های تحقیقاتی و منتشر شده پیرامون ساختمان‌سازی خودکار بر منازل مسکونی تمرکز دارند.
"در تمام نقاط استرالیا می‌توان خانه‌های رایگان (بدون پرداخت)" ساخت که بدون سیستم گرمایش/ سرمایش راحت بوده، آب و برق خودشان را تامین می‌کنند، خودشان از شر زباله‌ها خلاص می‌شوند… این خانه‌ها را می‌توان هم اکنون با استفاده از روش‌های موجود ساختمان‌سازی ساخت. می‌توان یک خانه رایگان را با همان هزینه خانه معمولی ساخت. اما مساحت آن ۲۵٪ کمتر خواهد بود. “
تاریخچه
در دهه ۱۹۷۰، گروهی از فعالان و مهندسان که خود را کیمیاگران جدید می‌نامیدند اخطارهای پیرامون گرسنگی و به پایان رسیدن منابع در آینده نزدیک را باور کردند. آن‌هاکه به دلیل تلاش‌های پژوهشی عمیق در پروژه‌هایشان معروف بودند، با استفاده از روش‌های ساختمان‌سازی سنتی، مجموعه‌ای از پروژه‌های «پناهگاه زیستی» را طراحی کردند که معروف‌ترین آن‌ها جامعه پناهگاه زیستی آرک در جزیره پرنس ادوارد است. آن‌ها طرح‌هایی برای همه این پناهگاه‌ها همراه با نمونه اولیه و محاسبات طراحی مشروح منتشر کردند. Ark الکتریسیته و پمپ آب بادی داشت و از نظر تهیه غذا خودکفا بود. مناطق مسکونی برای افراد، مخازن پرورش ماهی تیلاپیا (نوعی ماهی) برای پروتئین، یک گلخانه که با استفاده از آب حوضچه پرورش ماهی آبیاری می‌شد، و سیستم بازیابی فاضلاب چرخه بسته‌ای داشت که فضولات انسانی را به کود بهداشتی برای حوضچه‌های پرورش ماهی تبدیل می‌کرد. تا ژانویه ۲۰۱۰، سازمان برآمده از کیمیاگران جدید، یک پایگاه اینترنتی (وب سایت) با نام «موسسه کیمیاگری جدید» ایجاد نمود. PEI Ark متروکه شده و تا بحال چند بار نوسازی شده‌است.
دهه ۱۹۹۰ شاهد توسعه «سفینه‌های فضایی»، با هدفی مشابه پروژه Ark بود، که همراه با جزئیات ساخت با عنوان «فعالیت‌های اقتصادی سودمحور» در ۳ جلد توسط مایک رینولدز منتشر شد. مواد ساختمانی تایرهای خودرو پرشده با خاک است که منجر به ایجاد دیوارهایی می‌شود که توده دمایی بالایی دارند (پناهگاه زمینی را ببینید). خاکریزهای پلکانی بر سطح قرار می‌گیرند تا پایداری دمایی خانه را افزایش دهند. سیستم آب رسانی با جمع-آوری آب باران آغاز شده، که به‌منظور آشامیدن تسویه می‌شود، سپس در شستشو، آبیاری گیاهان و سپس فلاش تانک به کار می‌رود و سپس دوباره برای آبیاری گیاهان به کار می‌رود. آب انبارها به‌عنوانتوده‌های دمایی نصب و استفاده می‌شوند. انرژی، شامل الکتریسیته، گرما و آب گرم از انرژی خورشیدی فراهم می‌شود.
معماران دهه ۱۹۹۰ مانند ویلیام مک دونان و کن یینگ طراحی ساختمانی مسئولیت پذیر در مقابل محیط زیست را برای ساختمان‌های تجاری بزرگ مانند ساختمان‌های اداری به کار بردند، که باعث شد این ساختمان‌ها از نظر مصرف انرژی بسیار به صرفه‌تر باشند. یک ساختمان بانکی اصلی (شعبه مرکزی آمستردام ING) در هلند با هدف خودمختار و در عین حال هنری بودن ساخته شد.
مزایا
هر چه یک معمار یا مهندس بیشتر درگیر معایب شبکه‌های حمل و نقل و وابستگی به منابع راه دور شود، در طراحی خود میل به داشتن عناصر خودکار بیشتری دارد. روش قدیمی خودمختاری نگران منابع امن گرما، برق، آب و غذا بود. یک مسیر تقریبا موازی به سمت خودمختاری با نگرانی برای اثرات زیست‌محیطی آغاز شده‌است که معایبی دارد.
ساختمان‌های خودمختار می‌توانند امنیت را افزایش داده و کارایی زیست‌محیطی را با استفاده از منابع در محل (مانند نور خورشید و باران) که به‌طور معمول هدر می‌روند، افزایش دهند. خودمختاری اغلب هزینه‌ها، و تاثیر شبکه‌هایی را که به ساختمان خدمت رسانی می‌کنند، را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد، زیرا خودمختار سازی ناکارآمدی‌های جمع‌آوری و انتقال منابع را دور می‌زند. سایر منابعی که تحت تاثیر قرار می‌گیرند، مانند مخازن سوخت و منابع آب محلی اغلب می‌تواند با طراحی متفکرانه با قیمت پایین به دست آید.
ساختمان‌های خودمختار معمولا از نظر انرژی و بنابراین از نظر هزینه مقرون به‌صرفه‌اند، به این دلیل واضح که نیاز انرژی کمتر را راحت‌تر می‌توان خارج از شبکه برآورد کرد، اما آن‌ها ممکن است تولید انرژی یا روش‌های دیگر را به منظور اجتناب از بازگشت نزولی در محافظت بیش از حد جایگزین کنند.
یک ساختار خودمختار همیشه دوستدار محیط زیست نیست، هدف استقلال از سیستم‌های پشتیبان در راستای، اما نه یکسان با، سایر اهداف ساختمان‌سازی سبز مسئولیت پذیر در مقابل محیط زیست است. اگرچه، ساختمان‌های خودمختار نیز معمولا از طریق استفاده از انرژی و سایر منابع تجدیدپذیر تا حدی قابلیت دوام دارند، بیشتر از میزان استفاده خود گاز گلخانه‌ای تولید نمی‌کنند، و مزایای دیگری دارند.
معایب
ابتدا و اساسا، استقلال یک مسئله نسبی است. استقلال کامل غیرقابل دسترسی یا بسیار دشوار است. به‌عنوان مثال، حذف وابستگی به شبکه برق نسبتا راحت است اما پرورش و تولید تمام خوراک موردنیاز پردردسرتر و زمان برتر است.
برای زندگیدر یک پناهگاه خودمختار ممکن است افراد مجبور شوند گزینه‌های سبک زندگی، رفتار شخصی و انتظارت اجتماعی خود را تغییر دهند. حتی راحت‌ترین و پیشرفته‌ترین خانه‌های خودمختار نیز نیاز به برخی تغییرات رفتاری دارند. برخی افراد به‌راحتی سازگار می‌شوند، اما سایرین این تجربه را نامطلوب، آزار دهنده، منزوی‌کننده یا حتی یک کار تمام وقت ناخواسته توصیف می‌کنند. یک ساختمان با طراحی خوب می‌تواند این مشکلات را کاهش دهد، که البته اغلب باعث کاهش خودمختاری می‌شود.
یک خانه خودمختار باید ساختمان اختصاصی (یا به‌شدتاصلاح پذیر) داشته باشد تا بتواند با اقلیم و موقعیت تطبیق یابد. روش‌های خورشیدی غیرفعال، سیستم‌های فاضلاب و سرویس بهداشتی، طراحی توده‌های دمایی، سیستم‌های باتری زیرزمینی، پنجره بندی موثر، و مجموعه‌ای از تاکتیک‌های دیگر نیاز به عدم رعایت برخی استانداردهای ساختمان، هزینه بیشتر، تجربه و حفاظت مداوم دارد و بر روانشناسی فضا (محیط) تاثیر می‌گذارد.
ولزیکی از افرادی است که نشان داده‌اند که زندگی خارج از شبکه می‌تواند در شرایط خاص یک گزینه سبک زندگی عملی و منطقی باشد.
سیستم‌ها
این بخش شامل توضیحات خلاصه‌ای از روش‌ها می‌شود، تا بتوانید درکی عملی از این ساختمان‌ها داشته باشید، و شاخص‌هایی برای اطلاعات بیشتر و توضیحاتی پیرامون روش‌های مدرن ارائه می‌کند.
آب
روش‌های بسیاری برای جمع‌آوری و ذخیره آب وجود دارد. کاهش مصرف از نظر هزینه نیز مقرون به‌صرفه است.
سیستم‌های آب تیره (آب نسبتا تمیز پس از مصارف خانگی مانند شستن ظروف) از آب شستشوی زهکشی شده برای فلاش تانک‌ها، آب دادن به چمن‌ها و باغچه‌ها استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها می‌توانند مصرف آب بیشتر ساختمان‌های مسکونی را به نصف برسانند، اگرچه، نیاز به خرید یک منبع، پمپ فشار آب تیره و لوله کشی مجدد دارند. برخی سازندگان ادرارگاه بدون آب و حتی توالت‌های کمپوست ساز نصب می‌کنند که مصرف آب در دورریز فاضلاب را کاملا حذف می‌کند.
راه حل قدیمی با حداقل تغییر سبک زندگی استفاده از چاه است. چاه پس از حفر نیاز به برق دائمی و زیاد دارد. اگرچه، چاه‌های پیشرفته می‌توانند نسبت به مدل‌های قدیمی‌تر مصرف آب را دو برابر یا بیشتر کاهش دهند. آب چاه می‌تواند در برخی مناطق آلوده شود. فیلتر ارسنیک صوتی، آرسنیک غیرسلامت را در آب چاه حذف می‌کند. اگرچه، حفر چاه با به پایان رسیدن منابع آبی در برخی مناطق، یک فعالیت غیرقطعی است؛ و می‌تواند پرهزینه باشد.
در مناطقی با بارش کافی، اغلب اقتصادی‌تر است که طراحی ساختمان در جهت استفاده از آب باران، همراه با تجهیزات تامین آب در زمان خشکسالی باشد. آب باران آب مناسب براش شستشو را فراهم می‌کند، اما برای مصارف آب آشامیدنی نیاز به تصفیه آنتی باکتریال، مکمل‌های معدنی یا معدنی سازی دارد.
بیشتر اقلیم‌های گرم و بیابانی حداقل ۲۵۰ میلی‌متر (۸/۹ اینچ) باران در سال دارند؛ بنابراین یک خانه یک طبقه معمول با سیستم آب تیره می‌تواند نیاز آبی سالانه خود را فقط با جمع‌آوری آب از سقف تامین کند. در خشک‌ترین مناطق، ممکن است نیاز به یک آب انبار به حجم ۳۰ مترمکعب (۷۹۰۰ گالن آمریکایی) داشته باشیم. بسیاری مناطق به‌طور متوسط ۱۳ میلی‌متر (۵۱/۰ اینچ) باران در هر هفته دارند و می‌توانند از یک آب انبار ۱۰ متر مکعبی (۲۶۰۰ گالن آمریکا) استفاده کنند.
در بسیاری مناطق، به‌سختی می‌توان پشت بام را آنقدر تمیز نگاه داشت که آب آن برای آشامیدن مناسب باشد. برای کاهش خاک و طعم نامناسب، سیستم‌ها از یک پشت بام فلزی و یک مخزن «تمیزکننده» استفاده می-کنند که ۴۰ لیتر اول را جمع‌آوری می‌کند. آب آب انبار معمولا کلرزنی می‌شود؛ اگرچه سیستم اسمز معکوس آب آشامیدنی با کیفیت بسیار بهتر فراهم می‌کند.
آب انبارهای مدرن معمولا مخازن پلاستیکی بزرگ هستند. مخازن جاذبه بر برج‌های کوتاه مناسب است، بنابراین تعمیرات پمپ چندان ضروری نیست. کم هزینه‌ترین مدل آب انبار یک استخر حصار کشی شده یا مخزن آب هم سطح زمین است.
کاهش خودمختاری اندازه و هزینه آب انبارها را کاهش می‌دهد. بسیاری خانه‌های خودمختار می‌توانند مصرف آب را به کمتر از ۱۰ گالن آمریکا (۳۸ لیتر) به ازای هر نفر در روز کاهش دهند؛ و بنابراین در زمان خشکسالی مصرف یک ماه آب خانه را می‌توان با قیمت مناسب توسط کامیون دریافت کرد. اغلب آب رسانی توسط خود صاحبخانه، توسط نصب مخازن آب پارچه‌ای که بر بستر یک کامیون باری نصب می‌شوند، ممکن است.
استفاده از آب انباربه‌عنوانجاذب گرما یا خنک‌کننده پمپ دما یا سیستم تهویه مطلوب نیز ممکن است. اگرچه این روش آب آشامیدنی را گرم می‌کند، و در سال‌های خشک‌تر می‌تواند کارایی سیستم HVAC را کاهش دهد.
صفحات خورشیدی می‌توانند آب آشامیدنی را از آب آب انبار یا آب راکد آبراه‌ها تولید کنند، به‌خصوص با استفاده از طراحی‌های رطوبت افزایی با اثرات چندگانه و کارایی بالا که بخار سازها و میعان گرها را جدا می‌کند.
فناوری‌های جدید مانند اسمز معکوس می‌تواند مقدار نامحدودی آب خالص از آب آلوده، آب اقیانوس و حتی بخار آب تولید کند. آب سازهایی برای قایق‌های بادی وجود دارد که آب دریا و الکتریسیته را به آب آشامیدنی و آب شور تبدیل می‌کنند. تولیدکنندگان آب از جو، رطوبت را از هوای خشک صحرا گرفته و به آب خالص تبدیل می‌کنند.
فاضلاب