Bygninger bruker mye energi - Slik utformer du hele fellesskap som gir tilbake så mye som de tar

Bygninger bruker mye energi - Slik utformer du hele fellesskap som gir tilbake så mye som de tar Kunstner gjengivelse av National Western Center, en netto null campus under bygging i Denver for å huse flere aktiviteter. City and County of Denver | Ordførerkontor for National Western Center, CC BY-ND

Selv om coronavirus-pandemien har dominert nyere overskrifter, endrer klimaendring seg har ikke gått bort. Mange eksperter ber om en "grønn ”økonomisk utvinning som leder investeringer inn i energikilder og teknologier med lite karbon.

Bygninger står for 40% av det totale energiforbruket i USA, mot 32% for industrien og 28% for transport. Stater og byer med ambisiøse klimahandlingsplaner arbeider for å redusere utslippene fra byggesektoren til null. Dette betyr å maksimere energieffektiviteten for å redusere bruken av bygningsenergi, og deretter forsyne de gjenværende energibehovene med strøm produsert av karbonfrie kilder.

Kollegene mine og jeg studerer de beste måtene å gjøre det på redusere raskt karbonutslipp fra byggesektoren. De siste årene har konstruksjonsdesignet avansert dramatisk. Netto energibygg, som produserer energien de trenger på stedet fra fornybare kilder, er i økende grad standardvalget. Men for å få fart på overgangen til null karbonutslipp, tror jeg USA må tenke større og fokusere på å utforme eller omutvikle hele samfunn som er null energi.

Å takle energibruk i bygninger på distriktsnivå gir stordriftsfordeler. Arkitekter kan distribuere store varmepumper og annet utstyr for å betjene flere bygninger på et forskjøvet tidsplan over hele dagen. Distrikter som samler hjem, arbeidsplasser, restauranter, rekreasjonssentre og andre tjenester i gangbare samfunn, reduserer også energien som trengs for transport. Etter mitt syn vil denne økende bevegelsen spille en stadig viktigere rolle i å hjelpe USA og verden til å ta opp klimakrisen.

Nullenergibygg produserer nok fornybar energi til å oppveie eller til og med overskride energien de bruker.

Omgivelsessløyfer varmer og avkjøles

Oppvarming og kjøling er den største energibruken i bygninger. Distriktsdesignstrategier kan adressere disse belastningene mer effektivt.

Fjernvarme har lenge blitt brukt i Europa, så vel som på noen amerikanske høyskoler og andre studiesteder. Disse systemene har typisk et sentralt anlegg som brenner naturgass til å varme opp vann, som deretter sirkuleres til de forskjellige bygningene.

For å oppnå null karbonutslipp bruker den siste strategien en design kjent som en omgivelsestemperatursløyfe som både varme og kjøler opp forskjellige bygninger samtidig og effektivt. Dette konseptet ble først utviklet for Whistler Olympic Village i British Columbia.

I et typisk omgivelsessløyfesystem sirkulerer en pumpe vann gjennom et uisolert rørnett som ligger nedgravd under frostlinjen. På denne dybden er jordtemperaturen nær temperaturen for den årlige gjennomsnittlige lufttemperaturen for det stedet. Når vann beveger seg gjennom røret, varmes det opp eller avkjøles mot denne temperaturen.

Varmepumper ved enkeltbygg eller andre punkter langs omgivelsesløkken tilfører eller trekker ut varme fra løkken. De kan også flytte varme mellom dype geotermiske brønner og det sirkulerende vannet.

Sløyfen sirkulerer også gjennom et sentralt anlegg som holder den i et optimalt temperaturområde for maksimal ytelse av varmepumpen. Anlegget kan bruke kjøletårn eller avløpsvann for å fjerne varme. Den kan tilføre varme via fornybare kilder, for eksempel solfangere, fornybart drivstoff eller varmepumper drevet av fornybar strøm.

Bygninger bruker mye energi - Slik utformer du hele fellesskap som gir tilbake så mye som de tar Skjematisk over omgivelsessløyfesystemet for Whistler Olympic Village i British Columbia. Integrert gruppe, CC BY-ND

Bruk av avløpsvann til bruk

Et eksempel på et potensielt nullenergidistrikt som for tiden er under utvikling, National Western Center, er et campus for flere bruk som for tiden er under bygging i Denver for å huse den årlige National Western Stock Show og andre offentlige arrangementer med fokus på mat og landbruk.

Et rør med 6 fot i diameter som fører byens avløpsvann renner under jorden gjennom eiendommen før det leveres vannet til et renseanlegg. Vanntemperaturen holder seg innenfor et smalt område fra 61 til 77 grader F gjennom året.

Avløpsrøret og en varmeveksler overfører varme til og fra en omgivelsessløyfe som sirkulerer vann i hele distriktet. Systemet gir varme om vinteren og tar opp varme om sommeren via varmegjenvinningskjølere, som er varmepumper som samtidig kan gi oppvarming og kjøling. Denne strategien betjener enkeltbygg med svært høy effektivitet.

Elektrisitet som brukes til å betjene varmepumper, belysning og annet utstyr vil komme fra fotoovoltaikk på stedet og vind- og solgenerert strøm importert fra off-site.

Integrerte lavenergiboliger i Austin

Et annet distrikt som vil minimere karbonutslipp er Whisper Valley Community, under bygging i Austin, Texas. Denne 2,000 mål store flerbruksutvikling inkluderer 7,500 altelektriske hus, 2 millioner kvadratmeter næringsareal, to skoler og en 600 mål stor park. Designet har allerede mottatt en grønn bygningspris.

Whisper Valley vil kjøre på et integrert energisystem som inkluderer et omfattende nettverk for omgivelsessløyfer som er oppvarmet og avkjølt av varmepumper og geotermiske brønner som ligger ved hvert hus. Hver huseier har muligheten til å inkludere en solcelleanlegg på 5 kilowatt på taket for å betjene varmepumpen og energieffektive apparater, inkludert varmepumpevarmeovner og induktive komfyrer. I følge utvikleren tillater stordriftsfordelen i Whisper Valley Valley en median salgspris på 50,000 XNUMX dollar under prisen for typiske hus i Austin.

Ross Trethewey fra “This Old House” besøker den lavenergiske Whisper Valley-utviklingen utenfor Austin, Texas, i 2018.

Fremtiden til null-energisamfunn

The National Renewable Energy Laboratory, Lawrence Berkeley National Laboratory, og andre prosjektpartnere utvikler et open source programvareutviklingssett kalt URBANopt som modellerer elementer fra null energidistrikter, for eksempel bygningseffektivitet / etterspørsel-fleksibilitetsstrategier, solceller på taket, termiske systemer for omgivelsesløkker. Programvaren kan integreres i andre datamaskinmodeller for å hjelpe til med utforming av null energisamfunn. NREL-ingeniører har jobbet med distriktsprosjekter med høy ytelse over hele landet, for eksempel National Western Center, for å hjelpe til med å informere og lede utviklingen av URBANopt-plattformen.

Prosjektene jeg har beskrevet er nybygg. Det er vanskeligere å oppnå netto null energi i eksisterende bygninger eller lokalsamfunn økonomisk, men det er måter å gjøre det på. Det er fornuftig å anvende de effektiviseringstiltakene som er mest kostnadseffektivt å ettermontere, konvertere bygningsoppvarmings- og kjølesystemer til elektrisitet og gi strømmen solcelleanlegg.

Verktøy tilbyr i økende grad timeplan for brukstid, som betaler mer for strømbruk i høye etterspørselsperioder. Emerging-styringssystemer til hjemmet vil tillate huseiere å varme vann, lade hjemmebatterier og elektriske kjøretøy og kjøre andre apparater til tider når strømprisene er lavest. Enten vi snakker om nye eller eksisterende bygninger, ser jeg bærekraftige nullenergisamfunn drevet av fornybar energi som fremtidens bølge når vi takler klimaendringskrisen.

Om forfatteren

Charles F. Kutscher, stipendiat og seniorforsker, institutt for fornybar og bærekraftig energi, University of Colorado Boulder

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

Drawdown: Den mest omfattende planen som noen gang har foreslått å reversere global oppvarming

av Paul Hawken og Tom Steyer
9780143130444I møte med utbredt frykt og apati har en internasjonal koalisjon av forskere, fagfolk og forskere kommet sammen for å tilby et sett av realistiske og dristige løsninger på klimaendringer. Et hundre teknikker og praksis er beskrevet her-noen er velkjente; noe du kanskje aldri har hørt om. De spenner fra ren energi til å utdanne jenter i lavinntektsland til landbrukspraksis som trekker karbon ut av luften. Løsningene eksisterer, er økonomisk levedyktige, og samfunn over hele verden for tiden anvender dem med dyktighet og besluttsomhet. Tilgjengelig på Amazon

Utforming av klimaproblemer: En retningslinje for lavkol Energi

av Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Med virkningen av klimaendringer allerede på oss, er behovet for å kutte globale klimagassutslipp ikke noe mindre enn presserende. Det er en skremmende utfordring, men teknologiene og strategiene for å møte den finnes i dag. Et lite sett med energipolitikk, utformet og implementert godt, kan sette oss på vei til en lav-CO2-fremtid. Energisystemer er store og komplekse, så energipolitikken må være fokusert og kostnadseffektiv. One-size-fits-all tilnærminger bare vil ikke få jobben gjort. Politikere trenger en klar, omfattende ressurs som skisserer energipolitikken som vil få størst innvirkning på vår klima fremtid, og beskriver hvordan man utformer disse retningslinjene godt. Tilgjengelig på Amazon

Dette forandrer alt: kapitalisme vs klimaet

av Naomi Klein
1451697392In Dette endrer alt Naomi Klein hevder at klimaendringer ikke bare er et annet problem, som skal skjenkes nøye mellom skatt og helsevesen. Det er en alarm som kaller oss for å fikse et økonomisk system som allerede mangler oss på mange måter. Klein bygger omhyggelig saken for hvor massivt å redusere utslippene av drivhusgasser er vår beste mulighet til samtidig å redusere ulikheter i ulikhet, omdefinere våre ødelagte demokratier og gjenoppbygge våre slanke lokale økonomier. Hun avslører den ideologiske desperasjonen til klimaendringene, de rasjonelle vrangforestillinger fra de vilde geoengineers og den tragiske nederlaget av for mange grønne grenser. Og hun demonstrerer nettopp hvorfor markedet ikke har - og ikke kan løse klimakrisen, men vil i stedet gjøre ting verre, med stadig mer ekstreme og økologisk skadelige utvinningsmetoder, ledsaget av voldsomme katastrofkapitalisme. Tilgjengelig på Amazon

Fra Utgiver:
Innkjøp på Amazon går for å dekke kostnadene ved å bringe deg InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uten kostnad og uten annonsører som sporer surfevaner. Selv om du klikker på en kobling, men ikke kjøper disse utvalgte produktene, betaler alt annet du kjøper i samme besøk på Amazon oss en liten provisjon. Det er ingen ekstra kostnader for deg, så vær så snill å bidra til innsatsen. Du kan også bruk denne lenken å bruke til Amazon når som helst slik at du kan bidra til å støtte vår innsats.

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}

SENESTE VIDEOER

Liten plankton-stasjon prosesser i havet som fanger dobbelt så mye karbon som forskere trodde
Liten plankton-stasjon prosesser i havet som fanger dobbelt så mye karbon som forskere trodde
by Ken Buesseler
Havet spiller en viktig rolle i den globale karbonsyklusen. Drivkraften kommer fra bittesmå plankton som produserer ...
Klimaendringer truer drikkevannskvaliteten over de store innsjøene
Klimaendringer truer drikkevannskvaliteten over de store innsjøene
by Gabriel Filippelli og Joseph D. Ortiz
“Ikke drikk / ikke kok opp” er ikke det noen vil høre om byens tappevann. Men de kombinerte effektene av ...
Å snakke om energiforandring kan ødelegge klimainnviket
Å snakke om energiforandring kan ødelegge klimainnviklingen
by InnerSelf Staff
Alle har energihistorier, enten de handler om en slektning som jobber på en oljerigg, en foreldre som lærer et barn å snu seg…
Avlinger kan få dobbeltproblemer fra insekter og et varmende klima
Avlinger kan få dobbeltproblemer fra insekter og et varmende klima
by Gregg Howe og Nathan Havko
I årtusener har insekter og plantene de lever av vært engasjert i en co-evolusjonær kamp: å spise eller ikke være ...
For å nå nullutslipp Regjeringen må ta opp hindringer som setter folk i fare for elbiler
For å nå nullutslipp Regjeringen må ta opp hindringer som setter folk i fare for elbiler
by Swapnesh Masrani
Ambisiøse mål er satt av Storbritannia og skotske myndigheter for å bli netto null karbonøkonomier innen 2050 og 2045 ...
Våren ankommer tidligere over hele USA, og det er ikke alltid gode nyheter
Våren ankommer tidligere over hele USA, og det er ikke alltid gode nyheter
by Theresa Crimmins
Over store deler av USA har et oppvarmende klima avansert vårens ankomst. I år er intet unntak.
Den siste istiden forteller oss hvorfor vi trenger å bry oss om en 2 ℃ temperaturendring
Den siste istiden forteller oss hvorfor vi trenger å bry oss om en 2 ℃ temperaturendring
by Alan N Williams, et al
Den siste rapporten fra klimapanelet (IPCC) sier at uten vesentlig reduksjon ...
En by i Georgia får halvparten av strømmen fra president Jimmy Carters solfarm
En by i Georgia får halvparten av strømmen fra president Jimmy Carters solfarm
by Johnna Crider
Plains, Georgia, er en liten by som ligger rett sør for Columbus, Macon og Atlanta og nord for Albany. Det er den…

SISTE ARTIKLER

Orkaner og andre ekstreme værkatastrofer ber noen mennesker om å flytte og felle andre på plass
Orkaner og andre ekstreme værkatastrofer ber noen mennesker om å flytte og felle andre på plass
by Jack DeWaard
Hvis det virker som ekstreme værkatastrofer som orkaner og skogbranner blir hyppigere, alvorligere og ...
Hvis alle biler var elektriske, ville UK-karbonutslipp synke med 12%
Hvis alle biler var elektriske, ville UK-karbonutslipp synke med 12%
by George Milev og Amin Al-Habaibeh
COVID-19-lockdown har ført til redusert forurensning og utslipp i Storbritannia og rundt om i verden, og gir en klar ...
Brasils Jair Bolsonaro er ødeleggende urfolk, med verden distrahert
Brasils Jair Bolsonaro er ødeleggende urfolk, med verden distrahert
by Brian Garvey, og Mauricio Torres
Amazonas-brannene i 2019 drev det største ettårs tapet av brasiliansk skog på ti år. Men med verden i ...
Hvorfor land ikke teller utslipp fra varer de importerer
Hvorfor land ikke teller utslipp fra varer de importerer
by Sarah McLaren
Jeg vil gjerne vite om New Zealands karbonutslipp på 0.17% inkluderer utslipp produsert fra produkter produsert ...
Green Bailouts: Å stole på utligning av karbon vil la forurensende flyselskaper av kroken
Green Bailouts: Å stole på utligning av karbon vil la forurensende flyselskaper av kroken
by Ben Christopher Howard
Coronavirus-pandemien har grunnlagt tusenvis av fly, og bidratt til det største noensinne årlige fallet i CO₂ ...
Lengre voksende årstider har en begrenset effekt på bekjempelse av klimaendringer
Lengre voksende årstider har en begrenset effekt på bekjempelse av klimaendringer
by Alemu Gonsamo
Klimaoppvarming fører til tidlige kilder og forsinkede søyler i kaldere miljøer, slik at planter kan vokse for en ...
Både Høyre og Venstre ønsker en grønn energiframtid, men av forskjellige grunner
Både Høyre og Venstre ønsker en grønn energiframtid, men av forskjellige grunner
by Deidra Miniard et al
Politiske splittelser er et voksende inventar i USA i dag, enten temaet er ekteskap på tvers av partilinjer, ...
Hvordan klimaeffekten av storfekjøtt sammenligner med plantebaserte alternativer
Hvordan klimaeffekten av storfekjøtt sammenligner med plantebaserte alternativer
by Alexandra Macmillan og Jono Drew
Jeg lurer på klimaeffekten av vegansk kjøtt kontra storfekjøtt. Hvordan sammenligner en sterkt bearbeidet patty med ...