Здания потребляют много энергии - вот как спроектировать целые сообщества, которые возвращают столько, сколько они берут

Здания потребляют много энергии - вот как спроектировать целые сообщества, которые возвращают столько, сколько они берут Исполнительское исполнение Национального Западного Центра, строящегося кампуса с нулями в Денвере для размещения множества мероприятий. Город и округ Денвер | Мэрия Национального Западного Центра, CC BY-ND

Хотя пандемия коронавируса преобладает в последних новостях, изменение климата не ушел, Многие эксперты призывают кзеленое восстановление экономики который направляет инвестиции в низкоуглеродистые источники энергии и технологии.

Здания приходится на 40% от общего потребления энергии в СШАпо сравнению с 32% для промышленности и 28% для транспорта. состояния и городах При амбициозных климатических планах действий ведется работа по сокращению выбросов от строительного сектора до нуля. Это означает максимизацию энергоэффективности для снижения энергопотребления в зданиях, а затем обеспечение остающихся потребностей в энергии электричеством, производимым безуглеродными источниками.

Мои коллеги и я изучаем лучшие способы быстро сократить выбросы углерода в строительном секторе, В последние годы строительные конструкции значительно продвинулись. Чистые здания с нулевым потреблением энергии, которые производят необходимую энергию на месте из возобновляемых источников, все чаще становятся выбором по умолчанию. Но чтобы ускорить переход к нулевым выбросам углерода, я считаю, что Соединенные Штаты должны мыслить масштабнее и сосредоточиться на разработке или перестройке целых сообществ с нулевой энергией.

Решение проблемы использования энергии в зданиях на районном уровне обеспечивает экономию за счет масштаба. Архитекторы могут использовать большие тепловые насосы и другое оборудование для обслуживания нескольких зданий в шахматном порядке в течение дня. Районы, объединяющие дома, места работы, рестораны, базы отдыха и другие службы в обходимых для прогулок сообществах, также значительно сокращают энергию, необходимую для транспортировки. На мой взгляд, это растущее движение будет играть все более важную роль в оказании помощи США и всему миру в преодолении климатического кризиса.

 Здания с нулевой энергией производят достаточно возобновляемой энергии, чтобы компенсировать или даже превышать энергию, которую они потребляют.

Окружающие петли греют и охлаждают

Отопление и охлаждение - самые большие виды использования энергии в зданиях. Стратегии районного проектирования могут более эффективно справляться с этими нагрузками.

Центральное отопление имеет давно используется в Европе, а также в некоторых американских колледжах и других кампусах. Эти системы обычно имеют центральную установку, которая сжигает природный газ для нагрева воды, который затем циркулирует в различные здания.

Для достижения нулевого выброса углерода в последней стратегии используется конструкция, известная как контур температуры окружающей среды это одновременно и эффективно нагревает и охлаждает разные здания. Эта концепция была впервые разработана для Олимпийской деревни Уистлер в Британской Колумбии.

В типичной системе контуров окружающей среды насос циркулирует вода через неизолированную сеть трубопроводов, скрытую ниже линии замерзания. На этой глубине температура почвы близка к среднегодовой температуре воздуха для этого места. Когда вода движется по трубе, она нагревается или охлаждается до этой температуры.

Тепловые насосы в отдельных зданиях или других точках окружающего контура добавляют или отбирают тепло из контура. Они также могут переносить тепло между глубокими геотермальными скважинами и оборотной водой.

Петля также циркулирует через центральную установку, которая поддерживает оптимальный температурный диапазон для максимальной производительности теплового насоса. Завод может использовать градирни или сточные воды для отвода тепла. Он может добавлять тепло через возобновляемые источники, такие как солнечные тепловые коллекторы, возобновляемое топливо или тепловые насосы, работающие от возобновляемого электричества.

Здания потребляют много энергии - вот как спроектировать целые сообщества, которые возвращают столько, сколько они берут Схема системы контуров окружающей среды для Олимпийской деревни Уистлер в Британской Колумбии. Интеграл Групп, CC BY-ND

Использование сточных вод

Одним из примеров района с потенциально нулевым потреблением энергии в настоящее время является Национальный Западный ЦентрЭто многофункциональный кампус, который в настоящее время строится в Денвере для проведения ежегодной Национальной западной фондовой выставки и других общественных мероприятий, посвященных продовольствию и сельскому хозяйству.

Труба диаметром 6 футов, несущая городские сточные воды, проходит под землей через всю собственность перед подачей воды на очистные сооружения. Температура воды остается в узком диапазоне от 61 до 77 градусов по Фаренгейту в течение всего года.

Труба для сточных вод и теплообменник передают тепло в циркуляционную воду из окружающего контура и обратно по всему району. Система обеспечивает тепло зимой и поглощает тепло летом с помощью чиллеров с рекуперацией тепла, которые являются тепловыми насосами, которые могут одновременно обеспечивать нагрев и охлаждение. Эта стратегия обслуживает отдельные здания с очень высокой эффективностью.

Электроэнергия, используемая для работы тепловых насосов, осветительного и другого оборудования, будет поступать от фотоэлектрической энергии на месте, а электричество, генерируемое от ветра и солнца, импортируется из сторонней площадки.

Интегрированное низкоэнергетическое жилье в Остине

Другим районом, который минимизирует выбросы углерода, является Сообщество Whisper Valley, в стадии строительства в Остине, штат Техас. Это 2,000 акров многофункциональная разработка включает 7,500 полностью электрических домов, 2 миллиона квадратных футов коммерческих площадей, две школы и парк площадью 600 акров. Его дизайн уже получил награда за зеленое строительство.

Whisper Valley будет работать на интегрированной энергетической системе, которая включает в себя обширную сеть контуров окружающей среды, которая нагревается и охлаждается тепловыми насосами и геотермальными скважинами, расположенными в каждом доме. Каждый домовладелец имеет возможность включить 5-киловаттную солнечную фотоэлектрическую батарею на крыше для работы теплового насоса и энергосберегающих приборов, включая водонагреватели с тепловым насосом и индуктивные плиты. По словам разработчика, экономия за счет масштаба Whisper Valley обеспечивает среднюю цену продажи на 50,000 XNUMX долларов США ниже, чем у типичных домов Остина.

Росс Третви из «Этого старого дома» в 2018 году посещает низкоэнергетический комплекс Whisper Valley за пределами Остина, штат Техас.

Будущее сообществ с нулевой энергией

Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, Национальная лаборатория им. Лоуренса Беркли и другие партнеры по проекту разрабатывают комплект разработки программного обеспечения с открытым исходным кодом, который называется УРБАнопт он моделирует элементы районов с нулевым потреблением энергии, такие как стратегии эффективности строительства / гибкости спроса, фотоэлектрические батареи на крыше, тепловые системы окружающих контуров. Программное обеспечение может быть интегрировано в другие компьютерные модели, чтобы помочь в создании сообществ с нулевой энергией. Инженеры NREL участвуют в высокопроизводительных районных проектах по всей стране, таких как Национальный Западный Центр, чтобы помочь информировать и направлять развитие платформы URBANopt.

Проекты, которые я описал, являются новым строительством. Сложнее достичь чистого нуля энергии в существующих зданиях или сообществах экономически, но есть способы сделать это. Имеет смысл применять те меры эффективности, которые являются наиболее рентабельный для модернизациипреобразовать системы отопления и охлаждения зданий в электричество и обеспечить электричество солнечными фотоэлектрическими элементами.

Утилиты все чаще предлагают графики времени использования, которые берут больше за использование энергии в периоды высокого спроса. Новые системы управления энергопотреблением дома позволят владельцам домов нагревать воду, заряжать домашние аккумуляторы и электромобили и эксплуатировать другие бытовые приборы в периоды, когда цены на электроэнергию самые низкие. Говорим ли мы о новых или существующих зданиях, я вижу устойчивые сообщества с нулевой энергией, работающие на возобновляемых источниках энергии, как волну будущего, когда мы решаем кризис, связанный с изменением климата.

Об авторе

Чарльз Ф. Кучер, научный сотрудник и старший научный сотрудник Института возобновляемой и устойчивой энергетики, Университет Колорадо Боулдер

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

Просадка: самый всеобъемлющий план, когда-либо предлагаемый для обратного глобального потепления

Пол Хокен и Том Стейер
9780143130444Перед лицом широко распространенного страха и апатии международная коалиция исследователей, специалистов и ученых объединилась, чтобы предложить ряд реалистичных и смелых решений проблемы изменения климата. Здесь описаны сто методов и практик, некоторые из них хорошо известны; некоторые, о которых вы, возможно, никогда не слышали. Они варьируются от чистой энергии до обучения девочек в странах с низким уровнем дохода и практики землепользования, которая выбрасывает углерод из воздуха. Решения существуют, являются экономически жизнеспособными, и сообщества во всем мире в настоящее время принимают их с умением и решительностью. Доступно на Amazon

Проектирование климатических решений: руководство по политике для низкоуглеродной энергетики

Хэл Харви, Робби Орвис, Джеффри Риссман
1610919564Поскольку последствия изменения климата уже сказываются на нас, необходимость сокращения глобальных выбросов парниковых газов является не менее чем насущной. Это непростая задача, но технологии и стратегии для ее решения существуют сегодня. Небольшой набор энергетических политик, хорошо продуманных и реализованных, может направить нас на путь к низкоуглеродному будущему. Энергетические системы большие и сложные, поэтому энергетическая политика должна быть целенаправленной и рентабельной. Универсальные подходы просто не помогут. Директивным органам нужен четкий и всеобъемлющий ресурс, в котором излагается энергетическая политика, которая окажет наибольшее влияние на наше климатическое будущее, и описывается, как ее правильно разрабатывать. Доступно на Amazon

Это меняет все: Капитализм против Климатологической

Наоми Кляйн
1451697392In Это изменяет все Наоми Кляйн утверждает, что изменение климата - это не просто еще одна проблема, которую нужно аккуратно поставить между налогами и здравоохранением. Это тревога, которая призывает нас к налаживанию экономической системы, которая уже во многих отношениях подводит нас. Кляйн тщательно выверяет аргументы в пользу того, что массовое сокращение выбросов парниковых газов - это наш лучший шанс одновременно сократить неравенство, изменить наши разрушенные демократии и восстановить разрушенную местную экономику. Она разоблачает идеологическое отчаяние отрицателей изменения климата, мессианские заблуждения потенциальных геоинженеров и трагический пораженчество слишком многих основных зеленых инициатив. И она наглядно демонстрирует, почему рынок не смог - и не может - исправить климатический кризис, а вместо этого усугубит ситуацию, применяя все более экстремальные и экологически разрушительные методы добычи, сопровождаемые безудержным капитализмом бедствий. Доступно на Amazon

От издателя:
Покупки на Amazon идут, чтобы покрыть стоимость привлечения вас InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, и ClimateImpactNews.com бесплатно и без рекламодателей, которые отслеживают ваши привычки просмотра. Даже если вы нажмете на ссылку, но не купите эти выбранные продукты, все остальное, что вы купите в этом же посещении Amazon, платит нам небольшую комиссию. Никаких дополнительных затрат для вас нет, поэтому, пожалуйста, внесите свой вклад. Вы также можете пройдите по этой ссылке использовать в Amazon в любое время, чтобы вы могли помочь поддержать наши усилия.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

Следуйте за InnerSelf

значок facebookзначок Twitterзначок YouTubeзначок Instagramпиктограммазначок rss

 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

Последние видео

Великая миграция климата началась
Великая миграция климата началась
by Супер Пользователь
Климатический кризис вынуждает тысячи людей по всему миру бежать, поскольку их дома становятся все более непригодными для жилья.
Последний ледниковый период говорит нам, почему мы должны заботиться об изменении температуры на 2 ℃
Последний ледниковый период говорит нам, почему мы должны заботиться об изменении температуры на 2 ℃
by Алан Н. Уильямс и др.
В последнем докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) говорится, что без существенного снижения…
Земля оставалась пригодной для проживания миллиарды лет - насколько нам повезло?
Земля оставалась пригодной для проживания миллиарды лет - насколько нам повезло?
by Тоби Тиррелл
Эволюции потребовалось 3-4 миллиарда лет, чтобы произвести Homo sapiens. Если бы климат хоть раз в этом ...
Как картографирование погоды 12,000 лет назад может помочь предсказать будущее изменение климата
Как картографирование погоды 12,000 лет назад может помочь предсказать будущее изменение климата
by Брайс Ри
Конец последнего ледникового периода, около 12,000 лет назад, характеризовался заключительной холодной фазой, называемой младшим дриасом.
В этом столетии Каспийское море может упасть на 9 метров или более
В этом столетии Каспийское море может упасть на 9 метров или более
by Франк Весселинг и Маттео Латтуада
Представьте, что вы находитесь на берегу и смотрите на море. Перед вами 100 метров бесплодного песка, который выглядит как…
Венера когда-то была больше похожа на Землю, но изменение климата сделало ее непригодной для проживания
Венера когда-то была больше похожа на Землю, но изменение климата сделало ее непригодной для проживания
by Ричард Эрнст
Мы можем многое узнать об изменении климата с Венеры, нашей сестринской планеты. В настоящее время температура поверхности Венеры составляет…
Пять недоверие к климату: ускоренный курс дезинформации о климате
Пять недоверие к климату: ускоренный курс дезинформации о климате
by Джон Кук
Это видео представляет собой ускоренный курс дезинформации о климате, в котором резюмируются ключевые аргументы, используемые для того, чтобы поставить под сомнение реальность ...
Арктика не была такой теплой уже 3 миллиона лет, и это означает большие перемены для планеты
Арктика не была такой теплой уже 3 миллиона лет, и это означает большие перемены для планеты
by Джули Бригам-Гретт и Стив Петч
Ежегодно в середине сентября морской ледяной покров в Северном Ледовитом океане сжимается до минимума. В этом году он составляет всего 1.44…

ПОСЛЕДНИЕ СТАТЬИ

зеленая энергия2 3
Четыре возможности использования зеленого водорода для Среднего Запада
by Кристиан Тэ
Чтобы предотвратить климатический кризис, Среднему Западу, как и остальной части страны, необходимо будет полностью обезуглерожить свою экономику путем…
ug83qrfw
Основное препятствие для реагирования на спрос должно быть устранено
by Джон Мур, На Земле
Если федеральные регулирующие органы поступят правильно, потребители электроэнергии на Среднем Западе вскоре смогут зарабатывать деньги, в то время как…
деревья для посадки для климата2
Посадите эти деревья, чтобы улучшить жизнь в городе
by Майк Уильямс-Райс
Новое исследование утверждает, что живые дубы и американские платаны чемпионы среди 17 «супер-деревьев», которые помогут сделать города…
дно северного моря
Почему мы должны понимать геологию морского дна, чтобы справляться с ветрами
by Наташа Барлоу, доцент кафедры четвертичных экологических изменений, Университет Лидса
Для любой страны, имеющей легкий доступ к мелководному и ветреному Северному морю, морской ветер будет ключом к встрече с сетью ...
3 урока лесных пожаров для лесных городов, когда Дикси Файер разрушает исторический Гринвилл, Калифорния
3 урока лесных пожаров для лесных городов, когда Дикси Файер разрушает исторический Гринвилл, Калифорния
by Барт Джонсон, профессор ландшафтной архитектуры, Орегонский университет
Пожар, пылающий в жарком, сухом горном лесу, прокатился по городу Золотой лихорадки в Гринвилле, штат Калифорния, 4 августа…
Китай может достичь целей в области энергетики и климата, ограничив угольную мощь
Китай может достичь целей в области энергетики и климата, ограничив угольную мощь
by Элвин Лин
На апрельском саммите лидера по климату Си Цзиньпин пообещал, что Китай будет «строго контролировать угольную энергетику ...
Голубая вода в окружении мертвой белой травы
Карта отслеживает 30 лет сильного таяния снегов в США
by Микайла Мейс-Аризона
Новая карта экстремальных снеготаяний за последние 30 лет проясняет процессы, которые вызывают быстрое таяние.
Самолет сбрасывает красный огнезащитный состав на лесной пожар, когда пожарные, припаркованные вдоль дороги, смотрят в оранжевое небо.
Модель предсказывает 10-летнюю вспышку лесных пожаров, а затем постепенное снижение
by Ханна Хики-Ю. Вашингтон
Взгляд на долгосрочное будущее лесных пожаров предсказывает начальную примерно десятилетнюю вспышку лесных пожаров,…

 Получить последнее по электронной почте

Еженедельный Журнал Ежедневно Вдохновение

Новое отношение - новые возможности

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholistPolitics.com | Рынок InnerSelf
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Публикации. Все права защищены.