Rakennukset kuluttavat paljon energiaa - Näin suunnitellaan kokonaisia ​​yhteisöjä, jotka antavat takaisin niin paljon kuin vievät

Rakennukset kuluttavat paljon energiaa - Näin suunnitellaan kokonaisia ​​yhteisöjä, jotka antavat takaisin niin paljon kuin vievät Denverissä rakenteilla olevan National Western Center -kampuksen taiteilijatoimisto useiden toimintojen järjestämiseksi. Denverin kaupunki ja kreivikunta Kansallisen länsikeskuksen pormestari, CC BY-ND

Vaikka koronaviruspandemia on hallinnut viimeaikaisia ​​otsikoita, ilmastonmuutos ei ole poistunut. Monet asiantuntijat vaativat ”vihreä ”talouden elpyminen joka ohjaa sijoitukset vähähiiliset energialähteet ja tekniikat.

Rakennukset vastaavat 40% Yhdysvaltojen kokonaisenergiankulutuksesta, kun teollisuuden osuus oli 32% ja kuljetusten 28%. Valtiot että kaupunkien kunnianhimoisten ilmastotoimintasuunnitelmien avulla pyritään vähentämään rakennusalan päästöjä nollaan. Tämä tarkoittaa energiatehokkuuden maksimointia rakennusten energiankulutuksen vähentämiseksi ja jäljellä olevien energiantarpeiden toimittamiseksi hiilivapaiden lähteiden tuottamalla sähköllä.

Kollegani ja minä tutkimme parhaita tapoja vähentää nopeasti rakennusalan hiilidioksidipäästöjä. Viime vuosina rakennussuunnittelu on edennyt dramaattisesti. Nettoenergiattomat rakennukset, jotka tuottavat tarvittavan energian paikan päällä uusiutuvista lähteistä, ovat yhä enemmän oletusvaihtoehto. Mutta nopeuttaakseen siirtymistä nollahiilidioksidipäästöihin uskon, että Yhdysvaltojen on ajateltava suurempaa ja keskityttävä kokonaisten, nollaenergiaa käyttävien yhteisöjen suunnitteluun tai kehittämiseen.

Rakennusten energiankäytön torjunta piirin tasolla tarjoaa mittakaavaetuja. Arkkitehdit voivat ottaa käyttöön suuria lämpöpumppuja ja muita laitteita palvelemaan useita rakennuksia porrastetulla aikataululla koko päivän ajan. Piirit, jotka yhdistävät koteja, työpaikkoja, ravintoloita, virkistyskeskuksia ja muita palveluja yhdessä käveltävissä yhteisöissä, vähentävät myös merkittävästi kuljetukseen tarvittavaa energiaa. Mielestäni tällä kasvavalla liikkeellä on yhä tärkeämpi rooli autettaessa Yhdysvaltoja ja maailmaa vastaamaan ilmastokriisiin.

 Nollaenergiarakennukset tuottavat tarpeeksi uusiutuvaa energiaa kulutuksen vähentämiseksi tai jopa ylittämiseksi.

Ympäristön silmukat kuumenevat ja jäähtyvät

Lämmitys ja jäähdytys ovat rakennusten suurin energiankäyttö. Aluesuunnittelustrategioilla voidaan vastata näihin kuormiin tehokkaammin.

Kaukolämmityksellä on pitkään käytetty Euroopassa, samoin kuin joillakin Yhdysvaltain yliopistoilla ja muilla kampuksilla. Näissä järjestelmissä on tyypillisesti keskuslaitos, joka polttaa maakaasua veden lämmittämiseksi, joka sitten kierrätetään eri rakennuksiin.

Hiilidioksidipäästöjen nolla saavuttamiseksi uusimmassa strategiassa käytetään mallia, joka tunnetaan nimellä ympäristön lämpötilan silmukka joka lämmittää ja jäähdyttää samanaikaisesti ja tehokkaasti erilaisia ​​rakennuksia. Tämä konsepti kehitettiin ensin Whistlerin olympiakylään Britannian Columbiassa.

Tyypillisessä ympäristösilmukkajärjestelmässä pumppu kiertää vettä eristämättömän putkiverkon läpi, joka on haudattu pakkaslinjan alle. Tällä syvyydellä maaperän lämpötila on lähellä kyseisen paikan vuotuista keskilämpötilaa. Kun vesi liikkuu putken läpi, se lämpenee tai jäähtyy kohti tätä lämpötilaa.

Lämpöpumput yksittäisissä rakennuksissa tai muissa ympäröivän silmukan pisteissä lisäävät tai poistavat lämpöä silmukasta. Ne voivat myös siirtää lämpöä syvien geotermisten kaivojen ja kiertävän veden välillä.

Silmukka kiertää myös keskuslaitoksen läpi, joka pitää sen optimaalisella lämpötila-alueella maksimaalisen lämpöpumpun suorituskyvyn saavuttamiseksi. Laitos voi käyttää jäähdytystorneja tai jätevettä lämmön poistamiseen. Se voi lisätä lämpöä uusiutuvien energialähteiden, kuten aurinkolämpökeräimien, uusiutuvan polttoaineen tai uusiutuvalla sähköllä toimivien lämpöpumppujen kautta.

Rakennukset kuluttavat paljon energiaa - Näin suunnitellaan kokonaisia ​​yhteisöjä, jotka antavat takaisin niin paljon kuin vievät Kaavio Whistlerin olympiakylän ympäröivän silmukan järjestelmästä British Columbiassa. Kokonaisryhmä, CC BY-ND

Jäteveden käyttö

Yksi esimerkki potentiaalisesti nollaenergiapiiristä, jota parhaillaan kehitetään, Kansallinen länsikeskus, on Denverissä parhaillaan rakenteilla oleva monikäyttöinen kampus, jonka yhteydessä järjestetään vuosittainen National Western Stock Show ja muut ruokaa ja maataloutta koskevat julkiset tapahtumat.

Kaupunkien jätevettä kuljettava 6 jalkan halkaisijainen putki kulkee kiinteistön läpi maan läpi ennen veden toimittamista puhdistamoon. Veden lämpötila pysyy kapealla alueella 61 - 77 astetta F ympäri vuoden.

Jätevesiputki ja lämmönvaihdin siirtävät lämpöä ympäri piiriä kiertävää vettä ympäröivään silmukkaan ja siitä. Järjestelmä tuottaa lämpöä talvella ja imee lämpöä kesällä lämmön talteenottojäähdyttimillä, jotka ovat lämpöpumppuja, jotka voivat samanaikaisesti tarjota lämmitystä ja jäähdytystä. Tämä strategia palvelee yksittäisiä rakennuksia erittäin korkealla hyötysuhteella.

Lämpöpumppujen, valaisimien ja muiden laitteiden käyttämiseen käytettävä sähkö tulee paikan päällä olevasta aurinkosähköstä ja tuulen ja aurinkoenergian tuottamasta sähköstä, joka tuodaan muualta.

Integroitu vähän energiaa kuluttava asunto Austinissa

Toinen alue, joka minimoi hiilidioksidipäästöt, on Whisper Valley -yhteisö, rakenteilla Austinissa, Texasissa. Tämä 2,000 hehtaarin monikäyttöinen kehitys sisältää 7,500 täysin sähkötaloa, 2 miljoonaa neliömetriä liiketilaa, kaksi koulua ja 600 hehtaarin puisto. Sen suunnittelu on jo saanut vihreä rakennuspalkinto.

Whisper Valley toimii integroidussa energiajärjestelmässä, joka sisältää laajan ympäröivän silmukkaverkon, jota lämmitetään ja jäähdytetään kunkin talon lämpöpumppuilla ja geotermisillä kaivoilla. Jokaisella asunnonomistajalla on mahdollisuus sisällyttää 5 kilovatin kattokerroksen aurinkosähköjärjestely lämpöpumpun ja energiatehokkaiden laitteiden, mukaan lukien lämpöpumppuvesilämmittimet ja induktiiviset liesitasot, käyttämiseen. Kehittäjän mukaan Whisper Valleyn mittakaavaedut sallivat 50,000 XNUMX dollarin mediaanihinnan, joka on alempi kuin tyypillisten Austin-talojen.

Ross Trethewey, ”Tämä vanha talo”, vierailee vähäenergisessä Whisper Valley -kehityksessä Austinin ulkopuolella, Texasissa, vuonna 2018.

Nollaenergiayhteisöjen tulevaisuus

Kansallinen uusiutuvan energian laboratorio, Lawrence Berkeleyn kansallinen laboratorio ja muut projektikumppanit kehittävät avoimen lähdekoodin ohjelmistokehityspakettia nimeltään URBANopt joka mallinntaa nollaenergiapiirien elementtejä, kuten rakennustehokkuuden / kysynnän joustavuusstrategiat, katolla sijaitsevat aurinkosähköt, ympäröivän silmukan piirilämpöjärjestelmät. Ohjelmisto voidaan integroida muihin tietokonemalleihin avustamatta nollaenergiayhteisöjen suunnittelua. NREL-insinöörit ovat olleet tekemisissä korkean suorituskyvyn piirihankkeiden kanssa eri puolilla maata, kuten National Western Center, auttaakseen URBANopt-alustan kehittämistä ja ohjaamista siitä.

Kuvaamani projektit ovat uutta rakentamista. Netto-nollaenergiaa on vaikeampaa saavuttaa olemassa olevissa rakennuksissa tai yhteisöissä taloudellisesti, mutta on olemassa tapoja tehdä se. On järkevää soveltaa niitä tehokkuustoimenpiteitä, jotka ovat kustannustehokkain jälkiasennus, muuntamaan rakennusten lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmät sähköksi ja toimittamaan sähkölle aurinkosähkö.

Apuohjelmat tarjoavat yhä enemmän käyttöaikataulun mukaiset aikataulut, joka veloittaa enemmän virran käytöstä korkean kysynnän aikana. Kehittyvät kodin energianhallintajärjestelmät antavat kodinomistajille mahdollisuuden lämmittää vettä, ladata akkuja ja sähköajoneuvoja sekä käyttää muita laitteita aikoina, jolloin sähkön hinnat ovat alhaisimmat. Puhummepa sitten uusista tai olemassa olevista rakennuksista, näen uusiutuvien energialähteiden käyttämiä kestäviä nollaenergiayhteisöjä tulevaisuuden aallona käsitellessämme ilmastonmuutoskriisiä.

Author

Charles F. Kutscher, stipendiaatti ja vanhempi tutkijatohtori, uusiutuvan ja kestävän energian instituutti, University of Colorado Boulder

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

Laskutus: Kaikkein kattavin suunnitelma, jota koskaan ehdotettiin maailmanlaajuisen lämpenemisen kääntämiseksi

Paul Hawken ja Tom Steyer
9780143130444Laajasti levinneen pelon ja apatian edessä kansainvälinen tutkijoiden, ammattilaisten ja tutkijoiden koalitio on koonnut tarjoamaan joukon realistisia ja rohkeita ratkaisuja ilmastonmuutokseen. Tässä on kuvattu sata tekniikkaa ja käytäntöä - jotkut ovat hyvin tunnettuja; jotkut, joita et ole koskaan kuullut. Ne vaihtelevat puhtaasta energiasta tyttärien kouluttamiseen pienituloisissa maissa maankäytön käytäntöihin, jotka vetävät hiiltä pois ilmassa. Ratkaisut ovat olemassa, ovat taloudellisesti kannattavia ja yhteisöt kaikkialla maailmassa toteuttavat niitä taitavasti ja päättäväisesti. Saatavana Amazon

Ilmastoratkaisujen suunnittelu: Poliittinen opas vähähiiliseen energiaan

Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Koska ilmastonmuutoksen vaikutukset ovat jo kohdanneet, tarve vähentää maailmanlaajuisia kasvihuonekaasupäästöjä on kiireellistä. Se on pelottava haaste, mutta tekniikat ja strategiat sen täyttämiseksi ovat olemassa tänään. Pieni joukko energiapolitiikkoja, jotka on suunniteltu ja toteutettu hyvin, voivat viedä meidät polulle vähähiiliseen tulevaisuuteen. Energiajärjestelmät ovat suuria ja monimutkaisia, joten energiapolitiikan on oltava kohdennettua ja kustannustehokasta. Yksi koko sopiva lähestymistapa ei yksinkertaisesti saa aikaan työtä. Päättäjät tarvitsevat selkeän, kattavan resurssin, jossa hahmotellaan energiapolitiikat, joilla on suurin vaikutus ilmastotulevaisuuteen, ja kuvataan, miten nämä politiikat suunnitellaan hyvin. Saatavana Amazon

Tämä muuttaa kaikkea: kapitalismi vs. ilmasto

kirjoittanut Naomi Klein
1451697392In Tämä muuttaa kaiken Naomi Klein väittää, että ilmastonmuutos ei ole pelkästään toinen asia, joka on jätettävä verojen ja terveydenhuollon välillä. Se on hälytys, joka kutsuu meitä vahvistamaan taloudellisen järjestelmän, joka on jo meitä monin tavoin epäonnistumassa. Klein rakentaa huolellisesti tapaa, jolla kasvihuonekaasupäästömme vähentäminen on meidän tilaisuutemme vähentää samanaikaisesti eriarvoisuutta, kuvitella rikkoutuneita demokratiojamme uudelleen ja rakentaa taloutemme. Hän paljastaa ilmastonmuutoksen denierien ideologisen epätoivon, mahdollisten geoengineerien messiaaniset harhaluulot ja liian monien vihreiden aloitteiden traagisen defeatismin. Ja hän osoittaa täsmälleen, miksi markkinat eivät ole - eivätkä voi - korjata ilmastokriisiä, vaan pahentavat sen sijaan entistä äärimmäisempiä ja ekologisesti haitallisia uuttomenetelmiä, joihin liittyy riehuva katastrofi kapitalismi. Saatavana Amazon

Julkaisijasta:
Ostot Amazon-palvelussa kulkevat sinut tuodakseen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, että ClimateImpactNews.com maksutta ja ilman mainostajia, jotka seuraavat seurantatapojasi. Vaikka napsautat linkkiä, mutta älä osta näitä valittuja tuotteita, kaikki muut, jotka ostat samassa Amazon-vierailussa, maksaa meille pienen palkkion. Sinulle ei aiheudu lisäkustannuksia, joten olkaa hyvä ja edistäkää työtä. Voit myös käytä tätä linkkiä käyttää Amazonia milloin tahansa, jotta voit auttaa tukemaan ponnisteluja.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

seuraa InnerSelfia

facebook-kuvakeTwitter-kuvakeRSS-kuvake

 Hanki uusimmat sähköpostitse

{Emailcloak = off}

UUSIMMAT VIDEOT

Viisi epäuskoa ilmastoon: Kaatumiskurssi ilmaston väärinkäytöksissä
Viisi ilmastonmuutosta: Kaatumiskurssi ilmaston väärinkäytöksissä
by John Cook
Tämä video on kaatumiskurssi väärässä ilmastotiedossa, jossa esitetään yhteenveto tärkeimmistä argumenteista, joita on käytetty epäilemään todellisuutta…
Arktinen alue ei ole ollut näin lämmin 3 miljoonan vuoden ajan, mikä merkitsee suuria muutoksia planeetalle
Arktinen alue ei ole ollut näin lämmin 3 miljoonan vuoden ajan, mikä merkitsee suuria muutoksia planeetalle
by Julie Brigham-Grette ja Steve Petsch
Pohjoisen Jäämeren merijää peittyy joka vuosi matalaan pisteeseen syyskuun puolivälissä. Tänä vuonna se on vain 1.44…
Mikä on hurrikaanimyrskyn aalto ja miksi se on niin vaarallista?
Mikä on hurrikaanimyrskyn aalto ja miksi se on niin vaarallista?
by Anthony C. Didlake Jr.
Kun hurrikaani Sally suuntasi lahden pohjoisrannikolle tiistaina 15. syyskuuta 2020, ennustajat varoittivat…
Valtameren lämpeneminen uhkaa koralliriuttoja ja saattaa pian vaikeuttaa niiden palauttamista
Valtameren lämpeneminen uhkaa koralliriuttoja ja saattaa pian vaikeuttaa niiden palauttamista
by Shawna Foo
Jokainen, joka hoitaa puutarhaa juuri nyt, tietää, mitä äärimmäinen lämpö voi tehdä kasveille. Lämpö on myös huolenaihe…
Auringonpaikat vaikuttavat säämme, mutta eivät yhtä paljon kuin muut asiat
Auringonpaikat vaikuttavat säämme, mutta eivät yhtä paljon kuin muut asiat
by Robert McLachlan
Menemmekö ajanjaksolle, jossa aurinkoaktiivisuus on matalampaa, ts. Auringonpilkut? Kauanko se tulee kestämään? Mitä tapahtuu maailmallemme ...
Likainen temppu ilmastotieteilijöille kolmen vuosikymmenen aikana IPCC: n ensimmäisen raportin jälkeen
Likainen temppu ilmastotieteilijöille kolmen vuosikymmenen aikana IPCC: n ensimmäisen raportin jälkeen
by Marc Hudson
Kolmekymmentä vuotta sitten, pienessä ruotsalaisessa kaupungissa Sundsvall, hallitustenvälinen ilmastomuutospaneeli (IPCC)…
Metaanipäästöt saavuttivat ennätystasot
Metaanipäästöt saavuttivat ennätystasot
by Josie Garthwaite
Tutkimukset osoittavat, että metaanipäästöt maailmanlaajuisesti ovat saavuttaneet ennätyksellisen korkeimman tason.
merilevä Forrest 7 12
Kuinka maailman valtamerten metsät osaltaan lievittävät ilmastokriisiä
by Emma Bryce
Tutkijat etsivät merilevää apua hiilidioksidin varastoinnissa kaukana meren pinnan alla.

UUSIMMAT ARTIKKELIT

Jumala tarkoitti sitä kertakäyttöisenä planeettana: Tapaa meille pastori, joka saarnaa ilmastonmuutoksen kieltämistä
Jumala tarkoitti sitä kertakäyttöisenä planeettana: Tapaa meille pastori, joka saarnaa ilmastonmuutoksen kieltämistä
by Paul Braterman
Aina niin usein kohtaat kirjeen, joka on niin erikoinen, ettet voi olla jakamatta sitä. Yksi tällainen pala on…
Kuivuus ja kuumuus uhkaavat yhdessä länsimaita
Kuivuus ja kuumuus uhkaavat yhdessä länsimaita
by Tim Radford
Ilmastonmuutos on todella polttava asia. Samanaikainen kuivuus ja kuumuus ovat yhä todennäköisempiä useimmille…
Kiina vain hämmästytti maailmaa tehostamalla ilmastotoimia
Kiina vain hämmästytti maailmaa tehostamalla ilmastotoimia
by Hao Tan
Kiinan presidentti Xi Jinping yllätti globaalin yhteisön äskettäin sitoutumalla maansa nollapäästöihin…
Kuinka ilmastonmuutos, muuttoliike ja lampaiden tappava sairaus muuttavat käsitystämme pandemioista?
Kuinka ilmastonmuutos, muuttoliike ja lampaiden tappava sairaus muuttavat käsitystämme pandemioista?
by Super User
Uusi kehys patogeenien evoluutiolle paljastaa maailman, joka on paljon alttiimpi taudinpurkauksille kuin aiemmin ...
Ilmastolämpö sulaa arktiset lumet ja kuivaa metsät
Mitä odottaa nuorten ilmastoliike
by David Tindall
Opiskelijat ympäri maailmaa palasivat kaduille syyskuun lopulla ensimmäistä kertaa maailmanlaajuisen ilmastotoimien päivän…
Historialliset Amazonin sademetsien tulipalot uhkaavat ilmastoa ja lisäävät uusien sairauksien riskiä
Historialliset Amazonin sademetsien tulipalot uhkaavat ilmastoa ja lisäävät uusien sairauksien riskiä
by Kerry William Bowman
Amazonin alueen tulipalot vuonna 2019 olivat ennennäkemättömiä tuhoissaan. Tuhannet tulipalot olivat palaneet yli…
Ilmastolämpö sulattaa arktiset lumet ja kuivaa metsät
Ilmastolämpö sulaa arktiset lumet ja kuivaa metsät
by Tim Radford
Tulipalot palavat nyt arktisten lumen alla, missä kerran kosteimmatkin sademetsät palivat. Ilmastonmuutos tuottaa epätodennäköistä…
Meren lämpöaallot ovat yleistymässä ja voimakkaampia
Meren lämpöaallot ovat yleistymässä ja voimakkaampia
by Jen Monnier, Enisa
Parannetut valtamerten "sääennusteet" antavat toivoa vähentää kalastuksen ja ekosysteemien tuhoja ympäri maailmaa