Towards Carbon Neutral Settlements. The Importance of Early-Stage Urban and Energetic Optimizations

L’objectiu d’aquesta recerca va ser verificar l’essència de les optimitzacions energètiques interdisciplinàries al procés de disseny urbà en etapa inicial. Un altre objectiu era trobar la variant de disseny i l’escenari més òptims en termes d’eficiència energètica urbana per al futur desenvolupament a Nowy Port, ubicat a Gdansk, Polònia, un lloc que requereix una revitalització complexa. La investigació va combinar enfocaments qualitatius i quantitatius; una capa de disseny urbà (anàlisi arquitectònica de sistemes espacials i planificació) i una capa d’energia (simulacions). Per a les simulacions energètiques i ambientals, es va utilitzar la calculadora ELAS de forma innovadora, que va permetre comparar els resultats de diversos projectes en termes de demanda d’energia, cicle de vida d’emissions de diòxid de carboni i l’empremta ecològica per a diferents dissenys urbans. El mètode innovador, que inclou l’aplicació de l’eina ELAS a la fase de disseny inicial, va demostrar ser rellevant i va permetre una avaluació prèvia adequada i una comparació dels paràmetres d’eficiència energètica urbana i una anàlisi del cicle de vida en una fase inicial del projecte. Una de les conclusions clau és que la variant de disseny amb la més alta densitat de construcció no va ser la més avantatjosa en termes de baix impacte ambiental i demanda d’energia. A més, la investigació va demostrar que el comportament individual dels residents, els patrons de mobilitat i els sistemes energètics són més importants que les millores centrades únicament en el rendiment energètic de l'edifici. The aim of the research was to verify the essence of interdisciplinary energy optimizations in early-stage urban design process. A further aim was to the find most optimal design variant and scenario in terms of urban energy efficiency for the future. The research combined qualitative and quantitative approaches; an urban design layer (architectural analysis of spatial systems and planning) and an energy layer (simulations). For energy and environmental simulations, the ELAS calculator was used in an innovative way, that enabled comparison of results of several projects in terms of energy demand, carbon dioxide lifecycle emissions and ecological footprint for different urban layouts. The innovative method of working with ELAS tool proposed by the authors proved to be relevant and allowed for an appropriate pre-assessment and comparison of urban energy efficiency parameters and life cycle analysis at an early stage of the project. One of the key conclusions is that the design variant with the highest building density was not the most advantageous in terms of low environmental impact and energy demand. In addition, the research demonstrated that the individual behavior of residents, their mobility patterns and the energy systems are more important than the improvements focused only on building energy performance. El objetivo de la investigación fue verificar la esencia de las optimizaciones energéticas interdisciplinarias en el proceso de diseño urbano en etapa inicial. Otro objetivo era encontrar la variante de diseño y el escenario más óptimos en términos de eficiencia energética urbana para el futuro desarrollo en Nowy Port, ubicado en Gdansk, Polonia, un lugar que requiere una revitalización compleja. La investigación combinó enfoques cualitativos y cuantitativos; una capa de diseño urbano (análisis arquitectónico de sistemas espaciales y planificación) y una capa de energía (simulaciones). Para las simulaciones energéticas y ambientales, se utilizó la calculadora ELAS de forma innovadora, que permitió comparar los resultados de varios proyectos en términos de demanda de energía, ciclo de vida de emisiones de dióxido de carbono y huella ecológica para diferentes diseños urbanos. El método innovador, que incluye la aplicación de la herramienta ELAS en la fase de diseño inicial, demostró ser relevante y permitió una evaluación previa adecuada y una comparación de los parámetros de eficiencia energética urbana y un análisis del ciclo de vida en una fase inicial del proyecto. Una de las conclusiones clave es que la variante de diseño con la densidad de construcción más alta no fue la más ventajosa en términos de bajo impacto ambiental y demanda de energía. Además, la investigación demostró que el comportamiento individual de los residentes, sus patrones de movilidad y los sistemas energéticos son más importantes que las mejoras centradas únicamente en el rendimiento energético del edificio.