Bygninger bruger masser af energi - her designes hele samfund, der giver tilbage så meget som de tager

Bygninger bruger masser af energi - her designes hele samfund, der giver tilbage så meget som de tager Kunstner gengivelse af National Western Center, et net-nul-campus under opførelse i Denver for at huse flere aktiviteter. City and County of Denver | Borgmesterkontor for National Western Center, CC BY-ND

Selvom coronavirus-pandemien har domineret de seneste overskrifter, er klimaændringer er ikke gået væk. Mange eksperter opfordrer til en "grøn ”økonomisk opsving der dirigerer investeringer i energikilder med lavt kulstofindhold.

Bygninger tegner sig for 40% af det samlede energiforbrug i USAsammenlignet med 32% for industrien og 28% for transport. Stater og byer med ambitiøse klimahandlingsplaner arbejder de på at reducere emissionerne fra byggesektoren til nul. Dette betyder maksimering af energieffektivitet for at reducere bygningsenergiforbruget og derefter forsyne de resterende energibehov med elektricitet produceret af kulstoffrie kilder.

Mine kolleger og jeg studerer de bedste måder at gøre det på reducerer hurtigt kulstofemissioner fra byggesektoren. I de senere år er konstruktionsdesign steget dramatisk. Netto-energibygninger, der producerer den energi, de har brug for på stedet fra vedvarende kilder, er i stigende grad standardvalget. Men for at fremskynde overgangen til nul kulstofemissioner, tror jeg, at USA må tænke større og fokusere på at designe eller ombygge hele samfund, der er nul energi.

At tackle energiforbruget i bygninger på distriktsniveau giver stordriftsfordele. Arkitekter kan indsætte store varmepumper og andet udstyr til at betjene flere bygninger i en forskudt tidsplan hele dagen. Distrikter, der samler hjem, arbejdspladser, restauranter, rekreationscentre og andre tjenester i gåbare samfund reducerer også markant den energi, der er nødvendig til transport. Efter min mening vil denne voksende bevægelse spille en stadig vigtigere rolle i at hjælpe USA og verden med at tackle klimakrisen.

Nul energibygninger producerer nok vedvarende energi til at kompensere eller endda overskride den energi, de forbruger.

Omgivende løkker er varme og afkøles

Opvarmning og køling er de største energiforbrug i bygninger. Distriktsdesignstrategier kan tackle disse belastninger mere effektivt.

Fjernvarme har længe blevet brugt i Europa, såvel som på nogle amerikanske universiteter og andre universiteter. Disse systemer har typisk et centralt anlæg, der brænder naturgas til opvarmning af vand, som derefter cirkuleres til de forskellige bygninger.

For at opnå nul kulstofemissioner anvender den nyeste strategi et design kendt som et omgivelsestemperatursløjfe der både opvarmer og afkøler forskellige bygninger samtidigt og effektivt. Dette koncept blev først udviklet til Whistler Olympic Village i British Columbia.

I et typisk omgivende sløjfesystem cirkulerer en pumpe vand gennem et uisoleret rørnetværk begravet under frostlinjen. På denne dybde er jordtemperaturen tæt på den årlige gennemsnitlige lufttemperatur for det sted. Når vand bevæger sig gennem røret, varmer det eller afkøles mod denne temperatur.

Varmepumper på individuelle bygninger eller andre punkter langs den omgivende sløjfe tilføjer eller udvinder varme fra løkken. De kan også flytte varme mellem dybe geotermiske brønde og det cirkulerende vand.

Løkken cirkulerer også gennem et centralt anlæg, der holder det i et optimalt temperaturområde for maksimal ydelse af varmepumpe. Anlægget kan bruge køletårne ​​eller spildevand til at fjerne varme. Det kan tilføje varme via vedvarende kilder, såsom solvarmefangere, vedvarende brændstof eller varmepumper, der er drevet af vedvarende elektricitet.

Bygninger bruger masser af energi - her designes hele samfund, der giver tilbage så meget som de tager Skematisk det omgivende loop-system til Whistler Olympic Village i British Columbia. Integreret gruppe, CC BY-ND

Anvendelse af spildevand

Et eksempel på et potentielt nul-energidistrikt, der i øjeblikket er under udvikling, National Western Center, er et campus til flere brug, der i øjeblikket er under opførelse i Denver for at huse den årlige National Western Stock Show og andre offentlige begivenheder med fokus på mad og landbrug.

Et rør på 6 fod med diameter, der bærer byens spildevand, løber under jorden gennem ejendommen, før det leveres vandet til et rensningsanlæg. Vandtemperaturen forbliver i et smalt område fra 61 til 77 grader F hele året.

Spildevandsrøret og en varmeveksler overfører varme til og fra en omgivende sløjfe, der cirkulerer vand i hele distriktet. Systemet leverer varme om vinteren og absorberer varme om sommeren via varmegenvindingskølere, som er varmepumper, der samtidig kan give varme og afkøling. Denne strategi betjener individuelle bygninger med meget høj effektivitet.

Elektricitet, der bruges til at betjene varmepumper, belysning og andet udstyr, kommer fra fotovoltaik på stedet og vind- og solproduceret elektricitet importeret fra off-site.

Integreret hus med lav energi i Austin

Et andet distrikt, der vil minimere COXNUMX-emissioner, er Whisper Valley Community, under opførelse i Austin, Texas. Denne 2,000-acre udvikling af flere brug inkluderer 7,500 altelektriske huse, 2 millioner kvadratmeter kommerciel plads, to skoler og en 600 hektar stor park. Dens design har allerede modtaget en grøn bygning pris.

Whisper Valley kører på et integreret energisystem, der inkluderer et omfattende netværk til omgivende kredsløb opvarmet og afkølet af varmepumper og geotermiske brønde placeret ved hvert hus. Hver husejere har muligheden for at inkludere en 5-kilowatt solcelle-solcellepanel til at betjene varmepumpen og energieffektive apparater, herunder varmepumpevandvarmere og induktive komfur. Ifølge udvikleren giver Whisper Valley's stordriftsfordel mulighed for en gennemsnitlig salgspris på $ 50,000 under den typiske Austin-huse.

Ross Trethewey fra “Dette gamle hus” besøger den lavenergiske Whisper Valley-udvikling uden for Austin, Texas, i 2018.

Fremtiden for nul-energi samfund

National Renewable Energy Laboratory, Lawrence Berkeley National Laboratory, og andre projektpartnere udvikler et open source softwareudviklingssæt kaldet URBANopt der modellerer elementer fra nul-energidistrikter, såsom bygningseffektivitet / efterspørgselsfleksibilitetsstrategier, solceller på taget, termiske systemer til omgivende sløjfer. Softwaren kan integreres i andre computermodeller for at hjælpe med design af nul energisamfund. NREL-ingeniører har været engageret i højtydende distriktsprojekter over hele landet, såsom National Western Center, for at hjælpe med at informere og vejlede udviklingen af ​​URBANopt-platformen.

De projekter, jeg har beskrevet, er nybyggeri. Det er sværere at opnå netto nul energi i eksisterende bygninger eller samfund økonomisk, men der er måder at gøre det på. Det giver mening at anvende de effektivitetsforanstaltninger, der er mest omkostningseffektivt at eftermontere, konvertere bygningsopvarmnings- og kølesystemer til elektricitet og forsyner elektriciteten med solcelleanlæg.

Hjælpeprogrammer tilbyder i stigende grad tidsplaner for brugstidspunktet, der opkræver mere for strømforbrug i perioder med høj efterspørgsel. Emerging-styringssystemer til hjemmet tillader husejere at varme vand, oplade hjemmebatterier og elektriske køretøjer og køre andre apparater på tidspunkter, hvor elpriserne er lavest. Uanset om vi taler om nye eller eksisterende bygninger, ser jeg bæredygtige nul energisamfund, der er drevet af vedvarende energi, som fremtidens bølge, når vi takler klimaforandringskrisen.

Om forfatteren

Charles F. Kutscher, stipendiat og seniorforskning, Renewable & Sustainable Energy Institute, University of Colorado Boulder

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

Relaterede bøger

Nedtrapning: Den mest omfattende plan, der nogensinde er blevet foreslået til at vende global opvarmning

af Paul Hawken og Tom Steyer
9780143130444I lyset af udbredt frygt og apati er en international koalition af forskere, fagfolk og forskere mødtes for at tilbyde et sæt realistiske og dristige løsninger på klimaforandringer. Hundrede teknikker og fremgangsmåder er beskrevet her - nogle er velkendte; nogle du måske aldrig har hørt om. De spænder fra ren energi til at uddanne piger i lande med lavere indkomst til praksis i landbruget, der trækker kulstof ud af luften. Løsningerne findes, er økonomisk levedygtige, og samfund overalt i verden vedtager i øjeblikket dem med dygtighed og beslutsomhed. Fås på Amazon

Design af klimaløsninger: En politikvejledning til lav-kulstofenergi

af Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Med virkningerne af klimaændringer allerede på os, er behovet for at nedbringe de globale drivhusgasemissioner intet mindre end presserende. Det er en skræmmende udfordring, men teknologierne og strategierne for at imødekomme den findes i dag. Et lille sæt energipolitikker, designet og implementeret godt, kan sætte os på vejen til en fremtid med lavt kulstofindhold. Energisystemer er store og komplekse, så energipolitikken skal være fokuseret og omkostningseffektiv. En-til-passer-alle tilgange får simpelthen ikke jobbet gjort. Politikere har brug for en klar, omfattende ressource, der skitserer de energipolitikker, der vil have den største indflydelse på vores klimaframtid og beskriver, hvordan man udformer disse politikker godt. Fås på Amazon

Dette ændrer alt: kapitalisme vs. klima

af Naomi Klein
1451697392In Dette ændrer alt Naomi Klein hævder, at klimaforandringer ikke kun er et andet spørgsmål, der skal indbringes pænt mellem skatter og sundhedsvæsen. Det er en alarm, der opfordrer os til at løse et økonomisk system, der allerede svigter os på mange måder. Klein bygger omhyggeligt sagen for, hvor massivt at reducere vores drivhusemissioner er vores bedste chance for samtidig at mindske gabende uligheder, forestille os vores ødelagte demokratier og genopbygge vores slanke lokale økonomier. Hun udsætter den ideologiske desperation af klimaændringsnægterne, de messianske vrangforestillinger fra de ville være geoengineers og den tragiske nederlag fra for mange mainstream grønne initiativer. Og hun demonstrerer netop, hvorfor markedet ikke har - og ikke kan - løse klimakrisen, men i stedet forværre tingene med stadig mere ekstreme og økologisk ødelæggende udvindingsmetoder ledsaget af voldsom katastrofekapitalisme. Fås på Amazon

Fra udgiveren:
Køb på Amazon går til at bekæmpe omkostningerne ved at bringe dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uden omkostninger og uden annoncører, der sporer dine browservaner. Selv hvis du klikker på et link, men ikke køber disse valgte produkter, betaler alt andet, du køber i det samme besøg på Amazon, en lille provision. Der er ingen ekstra omkostninger for dig, så vær venlig at bidrage til indsatsen. Du kan også bruge dette link at bruge til Amazon når som helst, så du kan hjælpe med at støtte vores indsats.

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonTwitter-ikonrss-ikon

Få det nyeste via e-mail

{Emailcloak = off}

SENESTE VIDEOER

Lille plankton drev processer i havet, der fanger dobbelt så meget kulstof som forskere troede
Lille plankton drev processer i havet, der fanger dobbelt så meget kulstof som forskere troede
by Ken Buesseler
Havet spiller en vigtig rolle i den globale kulstofcyklus. Drivkraften kommer fra lille plankton, der producerer ...
Klimaændringer truer drikkevandets kvalitet over de store søer
Klimaændringer truer drikkevandets kvalitet over de store søer
by Gabriel Filippelli og Joseph D. Ortiz
"Drik ikke / kog ikke" er ikke hvad nogen ønsker at høre om deres bys vand fra hanen. Men de kombinerede effekter af ...
At tale om energiforandringer kunne ødelægge klimaændringerne
At tale om energiforandringer kunne ødelægge klimaændringerne
by InnerSelf personale
Alle har energihistorier, hvad enten det drejer sig om en slægtning, der arbejder på en olierigg, en forælder der lærer et barn at vende sig…
Afgrøder kan møde dobbeltbesvær fra insekter og et opvarmende klima
Afgrøder kan møde dobbeltbesvær fra insekter og et opvarmende klima
by Gregg Howe og Nathan Havko
I årtusinder har insekter og planterne, de lever af, været involveret i en co-evolutionær kamp: At spise eller ikke være ...
For at nå nulemissioner skal regeringen rette op på hindringer, der udsætter folk for elbiler
For at nå nulemissioner skal regeringen rette op på hindringer, der udsætter folk for elbiler
by Swapnesh Masrani
Der er sat ambitiøse mål af de britiske og skotske regeringer til at blive kulstoføkonomier med nul-nul i 2050 og 2045 ...
Foråret ankommer tidligere overalt i USA, og det er ikke altid gode nyheder
Foråret ankommer tidligere overalt i USA, og det er ikke altid gode nyheder
by Theresa Crimmins
Overalt i store dele af USA har et opvarmende klima fremrykket ankomsten til foråret. Dette år er ingen undtagelse.
Den sidste istid fortæller os, hvorfor vi er nødt til at pleje en 2 ℃ temperaturændring
Den sidste istid fortæller os, hvorfor vi er nødt til at pleje en 2 ℃ temperaturændring
by Alan N Williams, et al
I den seneste rapport fra Det Mellemstatslige Panel for Klimaændringer (IPCC) hedder det, at uden et væsentligt fald ...
En by i Georgia får halvdelen af ​​dens elektricitet fra præsident Jimmy Carters solfarme
En by i Georgia får halvdelen af ​​dens elektricitet fra præsident Jimmy Carters solfarme
by Johnna Crider
Plains, Georgia, er en lille by, der ligger lige syd for Columbus, Macon og Atlanta og nord for Albany. Det er…

SENESTE ARTIKLER

Orkaner og andre ekstreme vejrkatastrofer beder nogle mennesker om at flytte og fange andre på plads
Orkaner og andre ekstreme vejrkatastrofer beder nogle mennesker om at flytte og fange andre på plads
by Jack DeWaard
Hvis det ser ud til, at ekstreme vejrkatastrofer som orkaner og ildebrande bliver hyppigere, alvorlige og ...
Hvis alle biler var elektriske, ville de britiske kulstofemissioner falde med 12%
Hvis alle biler var elektriske, ville de britiske kulstofemissioner falde med 12%
by George Milev og Amin Al-Habaibeh
COVID-19-lukningen har ført til reduceret forurening og emissioner i Storbritannien og i hele verden, hvilket giver en klar ...
Brasiliens Jair Bolsonaro ødelægger oprindelige lande, med verden distraheret
Brasiliens Jair Bolsonaro ødelægger oprindelige lande, med verden distraheret
by Brian Garvey og Mauricio Torres
Amazonas-brande i 2019 drev det største enkeltårstab af brasiliansk skov i et årti. Men med verden i…
Hvorfor lande ikke tæller emissioner fra varer, de importerer
Hvorfor lande ikke tæller emissioner fra varer, de importerer
by Sarah McLaren
Jeg vil gerne vide, om New Zealands kulstofemission på 0.17% inkluderer emissioner produceret fra produkter fremstillet ...
Grønne redningsoptagelser: At stole på kulstofudregning lader forurenende luftfartsselskaber fra krogen
Grønne redningsoptagelser: At stole på kulstofudregning lader forurenende luftfartsselskaber fra krogen
by Ben Christopher Howard
Coronavirus-pandemien har jordet tusinder af fly, hvilket har bidraget til det største nogensinde årlige fald i CO₂ ...
Længere voksende sæsoner har en begrænset effekt på bekæmpelsen af ​​klimaændringer
Længere voksende sæsoner har en begrænset effekt på bekæmpelsen af ​​klimaændringer
by Alemu Gonsamo
Klimaopvarmning fører til tidlige kilder og forsinkede søjler i koldere miljøer, så planter kan vokse til en ...
Både de konservative og de liberale ønsker en grøn energi-fremtid, men af ​​forskellige grunde
Både de konservative og de liberale ønsker en grøn energi-fremtid, men af ​​forskellige grunde
by Deidra Miniard et al
Politiske splittelser er en voksende armatur i USA i dag, uanset om emnet er ægteskab på tværs af partilinjer,…
Hvordan klimaeffekten af ​​oksekød sammenlignes med plantebaserede alternativer
Hvordan klimaeffekten af ​​oksekød sammenlignes med plantebaserede alternativer
by Alexandra Macmillan og Jono Drew
Jeg spekulerer på klimapåvirkningen af ​​vegansk kød kontra oksekød. Hvordan kan en stærkt forarbejdet patty sammenlignes med ...