虽然冠状病毒大流行已经主导近期的头条新闻,气候变化并没有消失。许多专家都呼吁“绿色”经济复苏引导投资进入低碳能源和技术。
建筑占在美国能源消耗总量的40%,相比于行业32%,交通28%。betway必威娱乐状态和城市与雄心勃勃的气候行动计划正在努力减少来自建筑行业的排放量为零。这意味着最大化能量效率降低建筑能源使用,然后供给与由无碳的来源产生的电力中的剩余能量需求。
我和同事们研究的最佳途径迅速减少碳排放建筑行业。近年来,建筑设计已经大大提前。净零能耗建筑,其产生他们需要来自可再生能源的网站上的能源,越来越是默认的选择。但要加快过渡到零碳排放,我相信美国必须思考更大,专注于设计或重新开发是零能耗整个社区。
在地区层面解决建筑能耗提供了规模经济。建筑师可以部署大型热泵等设备,在整个一天交错时间表服务于多个建筑物。区带来的家庭,工作,餐饮,娱乐中心等服务一起步行的社区的地方还显著减少运输所的能量。betway必威娱乐在我看来,这种日益增长的运动将在帮助美国和世界解决气候危机日益重要的作用。
环境循环加热和冷却
加热和冷却建筑物最大的能源使用。区设计策略可以更有效地解决这些负载。
集中供热有长期在欧洲使用,以及一些美国的大学和其他校园。这些系统通常具有燃烧天然气来加热水,然后循环到各种建筑物中央工厂。
为了实现零碳排放,最新的策略使用一个称为设计环境温度循环能同时高效地进行加热和冷却不同的建筑。这个概念最早是在惠斯勒奥运村在不列颠哥伦比亚省的发展。
在典型的环境环系统中,通过未绝缘管网的泵循环水埋在霜线以下。在这个深度,土壤温度接近的年平均气温为那个位置的。由于通过管道水移动时,其升温或降温,朝向该温度。
热泵在沿着从环路周围环添加或提取热量个别建筑物或其他点。他们还可以深层地热井和循环水之间移动的热量。
环路还通过中心的植物,保持它在最佳温度范围最大热泵性能循环。所述植物可以使用冷却塔或废水,以除去热量。它可以通过可再生能源,例如太阳能集热器,可再生燃料或采用可再生电力热泵添加热量。
把废水利用
正在开发一种潜在的零能耗区的一个例子,国家西部中心,正在建设中的丹佛容纳年度国家西部股票显示和其他公共活动多使用校园集中在粮食和农业。
A 6英尺直径的管道承载着城市的污水运行将水输送到处理厂之前,通过属性地下。水温停留的窄范围的61至77华氏度一年四季内。
的废水管和热交换器传递热量,并从环境循环整个区循环水。该系统提供的热量在冬季,并吸收通过热量回收冷却器在炎热的夏季 - 热泵,其同时可以提供加热和冷却。这一战略服务于非常高的效率个别建筑物。
电力用于操作热泵,照明等设备将来自现场光伏和风能和太阳能发电从异地导入。
奥斯汀集成低能耗住房
这将减少二氧化碳排放量的另一个区是耳语谷社区,正在建设中的德克萨斯州奥斯汀。这个占地2000英亩多使用的开发包括7500全电动的房子,200万平方英尺的商业空间,两所学校和一个600英亩的公园。它的设计已经收到了绿色建筑奖。
耳语谷将集成能量系统,其包括通过加热加热并冷却一个广泛环境环路网络泵,并在每个房子地热井上运行。每个房主具有选项以包括一个5千瓦的屋顶太阳能光伏阵列以操作热泵和节能电器,包括热泵热水器和感应炉灶台。据开发者,谷耳语的规模经济允许平均销售价格低于典型的奥斯汀的房子$ 50,000。
零能耗社区的未来
美国国家可再生能源实验室,劳伦斯伯克利国家实验室和其他项目的合作伙伴正在开发一个开源软件开发工具包称为URBANopt的零个能量区帽子模型元素,如建筑效率/需求的灵活性策略,屋顶光伏阵列和环境循环区热系统。该软件可以集成到其他的计算机模型在零个能源社区的设计提供帮助。NREL的工程师一直从事与全国各地的高性能区项目,如国家西部中心,以帮助提供信息和指导的URBANopt平台的发展。
我所描述的项目是新的建筑。这是很难实现的净零能耗现有建筑物或社区经济,但也有办法做到这一点。这是有道理的应用是最经济有效的改造,转换建筑加热和冷却系统电力和提供电力与太阳能光伏发电的效率措施。
公用事业逐步提供时间的使用税率表,这在高需求时段收取更高的功率使用。新兴的家庭能源管理系统将让业主对水进行加热,充电电池家居和电动车,有时运行其他家电时用电价格是最低的。无论我们是在谈论新的或现有的建筑物,我看到搭载可再生能源是未来的浪潮,我们应对气候变化危机持续零个能耗社区。