虽然冠状病毒大流行占据了最近的头条，但气候变化还没有消失。许多专家呼吁建立一个"绿色”经济复苏将投资导向低碳能源和技术。
建筑占占美国总能源消耗的40%相比之下，工业和交通行业的这一比例分别为32%和28%。betway必威娱乐州和城市通过雄心勃勃的气候行动计划，他们正在努力将建筑部门的排放量减少到零。这意味着最大限度地提高能源效率以减少建筑能源的使用，然后用无碳能源产生的电力来满足剩余的能源需求。
我的同事和我研究最好的方法快速减少建筑部门的碳排放。近年来，建筑设计有了巨大的进步。使用可再生能源就地生产所需能源的净零能耗建筑越来越多地成为默认选择。但是，为了加快向零碳排放的过渡，我认为美国必须考虑得更大，集中精力设计或重建整个零能源社区。
在地区一级解决建筑物的能源使用问题，可以带来规模经济效益。建筑师可以部署大型热泵和其他设备，以错开的时间表在一天中服务于多个建筑。把家庭、工作场所、餐馆、娱乐中心和其他服务设施都集中在适于步行的社区的地区，也大大减少了交通所需的能源。betway必威娱乐在我看来，这个日益壮大的运动将在帮助美国和世界应对气候危机方面发挥越来越重要的作用。
环境循环加热和冷却
供热和制冷是建筑中最大的能源消耗。区域设计策略可以更有效地处理这些负荷。
集中供热已长期在欧洲使用以及美国一些大学和其他校区。这些系统通常有一个中央电厂，通过燃烧天然气来加热水，然后再循环到各个建筑物。
为了实现零碳排放，最新的策略使用了一种被称为an的设计环境温度循环同时有效地加热和冷却不同的建筑。这个概念最初是为不列颠哥伦比亚省的惠斯勒奥运村开发的。
在一个典型的环回路系统中，一个泵使水通过埋在霜冻线下面的非绝缘管网循环。在这个深度，土壤温度接近那个地方的年平均空气温度。当水通过管道时，它会向这个温度加热或冷却。
个别建筑物或周围回路的其他点上的热泵增加或从回路中抽取热量。它们还可以在深地热井和循环水之间传递热量。
这个循环还通过一个中央装置循环，使它保持在最佳温度范围内，以实现热泵的最大性能。该工厂可以使用冷却塔或废水来散热。它可以通过可再生资源增加热量，如太阳能热收集器、可再生燃料或由可再生电力驱动的热泵。
使用废水
一个潜在的零能源地区正在开发的例子是国家西部中心是丹佛的一个正在建设中的多功能校园，用于举办每年的国家西部股票展览和其他关注食品和农业的公共活动。
一条直径6英尺的管道将该市的废水从地下穿过，然后将水送往一家污水处理厂。全年水温保持在华氏61至77度的狭窄范围内。
废水管道和热交换器将热量从周围循环循环水中传递到该区域。该系统在冬季提供热量，在夏季通过热回收冷冻机吸收热量——同时提供加热和冷却的热泵。这一策略以非常高的效率服务于单个建筑。
用于运行热泵、照明和其他设备的电力将来自现场的光伏发电和从外地进口的风能和太阳能发电。
奥斯汀的综合低能耗住宅
另一个减少碳排放的地区是耳语谷社区位于德克萨斯州奥斯汀市的这座建筑正在建设中。这个占地2000英亩多用途的开发包括7500座全电动房屋，200万平方英尺的商业空间，两所学校和600英亩的公园。它的设计已经获得了好评绿色建筑奖。
Whisper Valley将使用一个集成的能源系统，其中包括一个广泛的环境环网，由每户住宅的热泵和地热井加热和冷却。每个房主都可以选择在屋顶安装一个5千瓦的太阳能光伏阵列，用于运行热泵和节能电器，包括热泵热水器和感应炉。据开发商介绍，Whisper Valley的规模经济使得其售价中值比奥斯汀普通住宅低5万美元。
零能源社区的未来
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合作伙伴正在开发一个开源软件开发工具包，叫做URBANopthat对零能耗区域的元素进行建模，例如建筑效率/需求灵活性策略、屋顶光伏阵列和环线区域热系统。该软件可以集成到其他计算机模型中，以帮助设计零能源社区。NREL的工程师一直在参与全国各地的高性能区域项目，如国家西部中心，以帮助告知和指导URBANopt平台的开发。
我所描述的项目都是新建的。在现有的建筑或社区经济上实现零能耗是比较困难的，但有办法做到这一点。采用那些最具成本效益的效率措施来改造、将建筑物的供热和制冷系统转换为电力，并利用太阳能光伏发电，是很有意义的。
公用事业公司越来越多地提供按使用时段利率时间表该公司在用电需求旺盛的时期会收取更高的电费。新兴的家庭能源管理系统将允许房主加热水，为家庭电池和电动汽车充电，并在电价最低的时候运行其他电器。无论我们谈论的是新建的还是现有的建筑，我都认为由可再生能源驱动的可持续零能源社区是未来解决气候变化危机的潮流。
