Budynki zużywają dużo energii - oto jak zaprojektować całe społeczności, które oddadzą tyle, ile zabiorą

Budynki zużywają dużo energii - oto jak zaprojektować całe społeczności, które oddadzą tyle, ile zabiorą Wykonanie przez artystę Narodowego Centrum Zachodniego, kampusu z zerową siatką w budowie w Denver, w którym mieści się wiele działań. Miasto i hrabstwo Denver | Biuro Burmistrza Narodowego Centrum Zachodniego, CC BY-ND

Chociaż pandemia koronawirusa zdominowała ostatnie nagłówki, zmiany klimatu nie odszedł. Wielu ekspertów wzywa do „zielone ”ożywienie gospodarcze który kieruje inwestycje niskoemisyjne źródła energii i technologie.

Budynki stanowią 40% całkowitego zużycia energii w USA, w porównaniu do 32% dla przemysłu i 28% dla transportu. Zjednoczone i miasta z ambitnymi planami działań w dziedzinie klimatu pracują nad zmniejszeniem emisji z sektora budowlanego do zera. Oznacza to maksymalizację efektywności energetycznej w celu zmniejszenia zużycia energii w budynku, a następnie zaspokojenie pozostałego zapotrzebowania na energię elektryczną wytwarzaną ze źródeł bezemisyjnych.

Ja i moi koledzy uczymy się najlepszych sposobów szybko obniżyć emisje węgla z sektora budowlanego. W ostatnich latach projekty konstrukcyjne znacznie się rozwinęły. Budynki z zerową energią netto, które wytwarzają potrzebną im energię ze źródeł odnawialnych, są coraz częściej wyborem domyślnym. Ale aby przyspieszyć przejście do zerowej emisji dwutlenku węgla, uważam, że Stany Zjednoczone muszą myśleć bardziej i koncentrować się na projektowaniu lub przebudowie całych społeczności, które nie mają energii.

Rozwiązanie problemu zużycia energii w budynkach na poziomie dzielnicy zapewnia korzyści skali. Architekci mogą wdrażać duże pompy ciepła i inne urządzenia do obsługi wielu budynków według ustalonego harmonogramu w ciągu dnia. Dzielnice, które łączą domy, miejsca pracy, restauracje, ośrodki wypoczynkowe i inne usługi w społecznościach, na których można chodzić, również znacznie zmniejszają energię potrzebną do transportu. Moim zdaniem ten rosnący ruch będzie odgrywał coraz ważniejszą rolę, pomagając USA i światu w przezwyciężeniu kryzysu klimatycznego.

 Budynki o zerowej energii wytwarzają wystarczającą ilość energii odnawialnej, aby zrównoważyć lub nawet przekroczyć zużywaną energię.

Pętle otoczenia są ciepłe i chłodne

Ogrzewanie i chłodzenie to największe zużycie energii w budynkach. Strategie projektowania dzielnic mogą bardziej skutecznie radzić sobie z tymi obciążeniami.

Ogrzewanie miejskie ma od dawna używany w Europie, a także na niektórych amerykańskich uniwersytetach i innych kampusach. Systemy te zazwyczaj mają centralną instalację, która spala gaz ziemny w celu podgrzania wody, która następnie przepływa do różnych budynków.

Aby osiągnąć zerową emisję węgla, w najnowszej strategii zastosowano konstrukcję znaną jako pętla temperatury otoczenia który jednocześnie i skutecznie ogrzewa i chłodzi różne budynki. Ta koncepcja została po raz pierwszy opracowana dla Whistler Olympic Village w Kolumbii Brytyjskiej.

W typowym systemie pętli otoczenia pompa cyrkuluje wodę przez nieizolowaną sieć rur zakopaną poniżej linii zamarzania. Na tej głębokości temperatura gleby jest zbliżona do średniej rocznej temperatury powietrza dla tego miejsca. Gdy woda przepływa przez rurę, ogrzewa się lub ochładza do tej temperatury.

Pompy ciepła w poszczególnych budynkach lub innych punktach wzdłuż pętli otoczenia dodają lub odbierają ciepło z pętli. Mogą także przenosić ciepło między głębokimi studniami geotermalnymi a krążącą wodą.

Pętla krąży również w centralnej instalacji, która utrzymuje ją w optymalnym zakresie temperatur dla maksymalnej wydajności pompy ciepła. Zakład może wykorzystywać chłodnie kominowe lub ścieki do usuwania ciepła. Może dodawać ciepło ze źródeł odnawialnych, takich jak kolektory słoneczne, paliwa odnawialne lub pompy ciepła zasilane energią odnawialną.

Budynki zużywają dużo energii - oto jak zaprojektować całe społeczności, które oddadzą tyle, ile zabiorą Schemat układu pętli otoczenia dla Whistler Olympic Village w Kolumbii Brytyjskiej. Grupa integralna, CC BY-ND

Oddawanie ścieków do użytku

Jednym z przykładów rozwijanej obecnie dzielnicy o potencjale zerowej energii - Narodowe Centrum Zachodnie, to obecnie budowany kampus wielofunkcyjny w Denver, w którym organizowane będą coroczne krajowe targi Western Stock oraz inne publiczne wydarzenia poświęcone żywności i rolnictwu.

Rura o średnicy 6 stóp, prowadząca ścieki miasta, biegnie pod ziemią przez nieruchomość przed dostarczeniem wody do oczyszczalni. Temperatura wody utrzymuje się w wąskim przedziale od 61 do 77 stopni F przez cały rok.

Rura ściekowa i wymiennik ciepła przekazują ciepło do iz pętli otoczenia, krążącej wody w całym okręgu. System zapewnia ciepło zimą i absorbuje ciepło latem za pomocą agregatów chłodniczych z odzyskiem ciepła, które są pompami ciepła, które mogą jednocześnie zapewniać ogrzewanie i chłodzenie. Ta strategia służy pojedynczym budynkom z bardzo wysoką wydajnością.

Energia elektryczna wykorzystywana do sterowania pompami ciepła, oświetleniem i innym sprzętem będzie pochodzić z fotowoltaiki na miejscu oraz energii elektrycznej wytwarzanej z wiatru i słońca sprowadzanej z zewnątrz.

Zintegrowana niskoenergetyczna obudowa w Austin

Kolejną dzielnicą, która zminimalizuje emisję dwutlenku węgla, jest Społeczność Whisper Valley, w budowie w Austin w Teksasie. To 2,000 akrów programowanie wielokrotnego użytku obejmuje 7,500 całkowicie elektrycznych domów, 2 miliony metrów kwadratowych powierzchni komercyjnej, dwie szkoły i park o powierzchni 600 akrów. Jego projekt otrzymał już nagroda za zielony budynek.

Whisper Valley będzie działać na zintegrowanym systemie energetycznym, który obejmuje rozległą sieć pętli otoczenia ogrzewaną i chłodzoną przez pompy ciepła i studnie geotermalne znajdujące się w każdym domu. Każdy właściciel domu ma do wyboru 5-kilowatowy słoneczny panel fotowoltaiczny na dachu do obsługi pompy ciepła i urządzeń energooszczędnych, w tym podgrzewaczy wody z pompą ciepła i indukcyjnych płyt kuchennych. Według dewelopera ekonomia skali Whisper Valley pozwala na średnią cenę sprzedaży o 50,000 XNUMX USD niższą niż w typowych domach w Austin.

Ross Trethewey z „This Old House” odwiedza niskoenergetyczną inwestycję Whisper Valley pod Austin w Teksasie w 2018 roku.

Przyszłość społeczności zeroenergetycznych

Narodowe Laboratorium Energii Odnawialnej, Lawrence Berkeley National Laboratory i inni partnerzy projektu opracowują zestaw programistyczny o otwartym kodzie źródłowym o nazwie URBANopt który modeluje elementy dzielnic o zerowej energii, takie jak strategie wydajności / elastyczności popytu, fotowoltaiczne układy dachowe, obwodowe systemy cieplne z pętlą otoczenia. Oprogramowanie można zintegrować z innymi modelami komputerów, aby pomóc w projektowaniu społeczności o zerowej energii. Inżynierowie NREL angażują się w wysokowydajne projekty okręgowe w całym kraju, takie jak National Western Center, aby pomóc w informowaniu i kierowaniu rozwojem platformy URBANopt.

Opisane przeze mnie projekty to nowa konstrukcja. Trudniej jest ekonomicznie osiągnąć zerową energię netto w istniejących budynkach lub społecznościach, ale istnieją na to sposoby. Sensowne jest zastosowanie tych środków wydajności, które są najbardziej opłacalny do modernizacji, przekształcić systemy ogrzewania i chłodzenia budynków w energię elektryczną i zapewnić energię elektryczną z fotowoltaiki słonecznej.

Narzędzia coraz częściej oferują harmonogramy stawek za użytkowanie, które pobierają więcej za zużycie energii w okresach wysokiego zapotrzebowania. Pojawiające się systemy zarządzania energią w domu umożliwią właścicielom domów podgrzewanie wody, ładowanie akumulatorów domowych i pojazdów elektrycznych oraz uruchamianie innych urządzeń w czasach, gdy ceny energii elektrycznej będą najniższe. Niezależnie od tego, czy mówimy o nowych, czy istniejących budynkach, widzę zrównoważone społeczności zeroenergetyczne zasilane energią odnawialną jako falę przyszłości, gdy zajmiemy się kryzysem zmian klimatu.

O autorze

Charles F. Kutscher, członek i starszy pracownik naukowy, Instytut Energetyki Odnawialnej i Zrównoważonej, Uniwersytet Colorado Boulder

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

Awaria: najbardziej kompleksowy plan, jaki kiedykolwiek zaproponowano, aby odwrócić globalne ocieplenie

autorstwa Paula Hawkena i Toma Steyera
9780143130444W obliczu powszechnego strachu i apatii międzynarodowa koalicja naukowców, profesjonalistów i naukowców połączyła się, aby zaoferować zestaw realistycznych i odważnych rozwiązań w zakresie zmian klimatu. Opisano tutaj sto technik i praktyk - niektóre są dobrze znane; niektóre, o których być może nigdy nie słyszałeś. Obejmują one od czystej energii po edukację dziewcząt w krajach o niższych dochodach po praktyki użytkowania gruntów, które wyciągają węgiel z powietrza. Rozwiązania istnieją, są ekonomicznie opłacalne, a społeczności na całym świecie obecnie wdrażają je z umiejętnościami i determinacją. Dostępne na Amazon

Projektowanie rozwiązań klimatycznych: Przewodnik polityczny dotyczący energii niskoemisyjnej

przez Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Ponieważ skutki zmiany klimatu już dotykają nas, potrzeba ograniczenia globalnych emisji gazów cieplarnianych jest pilna. To trudne wyzwanie, ale technologie i strategie pozwalające mu sprostać istnieją już dzisiaj. Niewielki zestaw polityk energetycznych, dobrze zaprojektowanych i wdrożonych, może skierować nas na ścieżkę do przyszłości niskoemisyjnej. Systemy energetyczne są duże i złożone, dlatego polityka energetyczna musi być ukierunkowana i opłacalna. Podejście uniwersalne po prostu nie spełni swojego zadania. Decydenci potrzebują jasnych, kompleksowych zasobów, które nakreślą polityki energetyczne, które będą miały największy wpływ na naszą przyszłość klimatyczną, oraz opisują, jak dobrze zaprojektować te polityki. Dostępne na Amazon

To zmienia wszystko: kapitalizm kontra klimat

autor: Naomi Klein
1451697392In To wszystko zmienia Naomi Klein twierdzi, że zmiany klimatu to nie tylko kolejna kwestia, którą należy starannie uporządkować między podatkami a opieką zdrowotną. Jest to alarm, który wzywa nas do naprawienia systemu gospodarczego, który już pod wieloma względami zawodzi. Klein skrupulatnie opowiada się za tym, jak ogromne zmniejszenie naszej emisji gazów cieplarnianych jest naszą najlepszą szansą na jednoczesne zmniejszenie rozbieżnych nierówności, ponowne wyobrażenie sobie naszych złamanych demokracji i odbudowę wypatroszonych lokalnych gospodarek. Obnaża ideologiczną desperację negacjonistów zmian klimatu, mesjanistyczne złudzenia niedoszłych geoinżynierów oraz tragiczny defetyzm zbyt wielu głównych inicjatyw ekologicznych. I dokładnie pokazuje, dlaczego rynek nie - i nie może - naprawić kryzysu klimatycznego, ale pogorszy sytuację, wprowadzając coraz bardziej ekstremalne i niszczące ekologicznie metody wydobycia, któremu towarzyszy szalony kapitalizm katastroficzny. Dostępne na Amazon

Od wydawcy:
Zakupy na Amazon iść na pokrycie kosztów przynoszą InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, i ClimateImpactNews.com bez kosztów i bez reklamodawców śledzących twoje nawyki przeglądania. Nawet jeśli klikniesz link, ale nie kupisz tych wybranych produktów, wszystko, co kupisz podczas tej samej wizyty w Amazon, płaci nam niewielką prowizję. Nie ponosisz żadnych dodatkowych kosztów, więc proszę przyczynić się do wysiłku. Możesz też skorzystaj z tego linku do korzystania z Amazon w dowolnym momencie, aby pomóc wesprzeć nasze wysiłki.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

śledź InnerSelf na

facebook iconikona twittericon youtubeikona instagramikona kuflaikona rss

 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

NAJNOWSZE FILMY

Rozpoczęła się wielka migracja klimatyczna
Rozpoczęła się wielka migracja klimatyczna
by Super Użytkownik
Kryzys klimatyczny zmusza tysiące ludzi na całym świecie do ucieczki, ponieważ ich domy stają się coraz bardziej niezdatne do zamieszkania.
Ostatnia epoka lodowcowa mówi nam, dlaczego musimy dbać o zmianę temperatury o 2 ℃
Ostatnia epoka lodowcowa mówi nam, dlaczego musimy dbać o zmianę temperatury o 2 ℃
by Alan N Williams i in
W najnowszym raporcie Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC) stwierdzono, że bez znaczącego spadku…
Ziemia nadawała się do zamieszkania przez miliardy lat - dokładnie, jakie szczęście nam się poszczęściło?
Ziemia nadawała się do zamieszkania przez miliardy lat - dokładnie, jakie szczęście nam się poszczęściło?
by Toby Tyrrell
Stworzenie Homo sapiens zajęło ewolucji 3-4 miliardy lat. Gdyby klimat zawiódł tylko raz w tym…
Jak tworzenie map pogody sprzed 12,000 XNUMX lat może pomóc przewidzieć przyszłe zmiany klimatu
Jak tworzenie map pogody sprzed 12,000 XNUMX lat może pomóc przewidzieć przyszłe zmiany klimatu
by Brice Rea , , , , , , , , , ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,
Koniec ostatniej epoki lodowcowej, około 12,000 XNUMX lat temu, charakteryzował się końcową fazą zimna zwaną młodszymi dryasami.…
Morze Kaspijskie spadnie w tym stuleciu o 9 metrów lub więcej
Morze Kaspijskie spadnie w tym stuleciu o 9 metrów lub więcej
by Frank Wesselingh i Matteo Lattuada
Wyobraź sobie, że jesteś na wybrzeżu i spoglądasz na morze. Przed tobą 100 metrów jałowego piasku, który wygląda jak…
Wenus była kiedyś bardziej podobna do Ziemi, ale zmiany klimatu sprawiły, że nie nadawała się do zamieszkania
Wenus była kiedyś bardziej podobna do Ziemi, ale zmiany klimatu sprawiły, że nie nadawała się do zamieszkania
by Richard Ernst
O zmianach klimatu możemy się wiele nauczyć od Wenus, naszej siostrzanej planety. Wenus ma obecnie temperaturę powierzchni…
Pięć niewiary klimatycznych: przyspieszony kurs dezinformacji klimatycznej
Pięć niewiary klimatycznych: szybki kurs dezinformacji klimatycznej
by John Cook
Ten film to przyspieszony kurs dezinformacji klimatycznej, podsumowujący kluczowe argumenty użyte do poddania w wątpliwość rzeczywistości…
Arktyka nie była tak ciepła od 3 milionów lat, co oznacza duże zmiany dla planety
Arktyka nie była tak ciepła od 3 milionów lat, co oznacza duże zmiany dla planety
by Julie Brigham-Grette i Steve Petsch
Każdego roku pokrywa lodu morskiego w Oceanie Arktycznym kurczy się do najniższego poziomu w połowie września. W tym roku mierzy zaledwie 1.44…

NAJNOWSZE ARTYKUŁY

zielona energia2 3
Cztery możliwości zielonego wodoru dla Środkowego Zachodu
by Chrześcijański Tae
Aby zapobiec kryzysowi klimatycznemu, Środkowy Zachód, podobnie jak reszta kraju, będzie musiał całkowicie zdekarbonizować swoją gospodarkę do…
ug83qrfw
Główna bariera w odpowiedzi na zapotrzebowanie musi się skończyć
by John Moore, Na Ziemi
Jeśli federalne organy regulacyjne postąpią właściwie, odbiorcy energii elektrycznej na Środkowym Zachodzie mogą wkrótce zacząć zarabiać, podczas gdy…
drzewa do sadzenia dla klimatu2
Posadź te drzewa, aby poprawić życie w mieście
by Mike Williams-Rice
Nowe badanie ustala, że ​​żywe dęby i amerykańskie jawory są mistrzami wśród 17 „superdrzew”, które pomogą uczynić miasta…
dno morza północnego
Dlaczego musimy zrozumieć geologię dna morskiego, aby wykorzystać wiatry?
by Natasha Barlow, profesor nadzwyczajny czwartorzędowej zmiany środowiska, Uniwersytet w Leeds
Dla każdego kraju obdarzonego łatwym dostępem do płytkiego i wietrznego Morza Północnego, morski wiatr będzie kluczem do spełnienia sieci…
3 lekcje pożarów dla miast leśnych, gdy Dixie Fire niszczy historyczne Greenville w Kalifornii
3 lekcje pożarów dla miast leśnych, gdy Dixie Fire niszczy historyczne Greenville w Kalifornii
by Bart Johnson, profesor architektury krajobrazu, University of Oregon
Pożar płonący w gorącym, suchym górskim lesie przetoczył się przez miasto Gold Rush w Greenville w Kalifornii, 4 sierpnia…
Chiny mogą osiągnąć cele energetyczne i klimatyczne, ograniczając energetykę węglową
Chiny mogą osiągnąć cele energetyczne i klimatyczne, ograniczając energetykę węglową
by Alvin Lin
Na kwietniowym Szczycie Klimatycznym przywódców Xi Jinping obiecał, że Chiny będą „ściśle kontrolować energetykę węglową…
Niebieska woda otoczona martwą białą trawą
Mapa śledzi 30 lat ekstremalnego topnienia śniegu w USA
by Mikayla Mace-Arizona
Nowa mapa ekstremalnych zjawisk topnienia śniegu w ciągu ostatnich 30 lat wyjaśnia procesy, które prowadzą do szybkiego topnienia.
Samolot zrzuca czerwony środek ogniochronny na pożar lasu, gdy strażacy zaparkowani wzdłuż drogi patrzą w pomarańczowe niebo
Model przewiduje 10-letni wybuch pożaru, a następnie stopniowy spadek
by Hannah Hickey-U. Waszyngton
Spojrzenie na długoterminową przyszłość pożarów przewiduje początkowy, mniej więcej dekadowy wybuch aktywności pożarów…

 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

Nowe postawy - nowe możliwości

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.pl | Rynek wewnętrzny
Copyright © 1985 - Publikacje wewnętrzne 2021. Wszelkie prawa zastrzeżone.