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Os edifícios Consomem Muita Energia—veja Como Design de Comunidades Inteiras Que Dar de Volta o quanto Eles Levam

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Embora o coronavírus pandemia tem dominado títulos recentes, as mudanças climáticas não tenha ido embora. Muitos especialistas estão chamando para um “green” recuperação econômica que direciona investimentos em baixo carbono, tecnologias e fontes de energia.

Os edifícios são responsáveis por 40% do consumo total de energia NOS eua, em comparação com 32% para a indústria e 28 por cento para o transporte. Estados e cidades com ambiciosos planos de ação do clima estão trabalhando para reduzir as emissões do sector da construção para zero. Isso significa maximizar a eficiência energética para reduzir o consumo de energia do edifício e, em seguida, fornecer as restantes necessidades de energia e a electricidade gerada pela livre de emissões de carbono de fontes.

Eu e os meus colegas estudar as melhores formas para reduzir rapidamente as emissões de carbono do sector da construção. Nos últimos anos, a construção de projetos têm avançado significativamente. Net zero energy buildings, que produzem a energia de que precisam no site a partir de fontes renováveis, são cada vez mais a escolha padrão. Mas para acelerar a transição para emissão zero de carbono, eu acredito que a GENTE deve pensar grande e foco em projetar ou de revalorização de comunidades inteiras que são zero de energia.

Combater o uso de energia em edifícios a nível distrital proporciona economias de escala. Arquitetos podem implantar grande bombas de calor e outros equipamentos para atender vários edifícios em um cronograma escalonado ao longo do dia. Os distritos que trazem casas, locais de trabalho, restaurantes, centros de lazer e outros serviços em percorrer as comunidades também significativamente a reduzir a energia necessária para o transporte. Na minha opinião, este crescente movimento de vai desempenhar um papel cada vez mais importante em ajudar a NÓS e o mundo enfrentar a crise climática.

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Ambiente Ciclos de Calor e Frio

O aquecimento e o resfriamento são o maior uso de energia em edifícios. Distrito de estratégias de design pode resolver essas cargas de forma mais eficiente.

Distrito de aquecimento tem sido muito utilizado na Europa, bem como em alguns de NÓS a faculdade e outras faculdades. Esses sistemas, normalmente, têm uma central de planta que queima de gás natural para aquecimento de água, que depois é distribuído para os vários edifícios.

Para alcançar emissão zero de carbono, a mais recente estratégia utiliza um projeto conhecido como uma temperatura ambiente de loop que simultaneamente e de forma eficiente, tanto para aquecer e arrefecer os edifícios diferentes. Este conceito foi inicialmente desenvolvido para o Whistler Olympic Village, em British Columbia.

Em um típico ambiente de sistema de loop, de uma bomba de circulação da água através de um isolamento da rede de tubulação enterrado abaixo da linha de geada. A esta profundidade, a temperatura do solo está perto da média anual da temperatura do ar no local. Como a água se move através do tubo, ele aquece ou arrefece em direção a esta temperatura.

As bombas de calor em edifícios individuais ou em outros pontos ao longo do ambiente loop adicionar ou extrair o calor do loop. Eles também podem mover-se de calor entre as águas profundas poços geotérmicos e a circulação de água.

O ciclo também circula através de uma central de planta que a mantém na melhor faixa de temperatura para o máximo de calor bomba de desempenho. A planta pode usar torres de resfriamento ou de águas residuais para remover o calor. Pode adicionar o calor através de fontes renováveis, tais como colectores solares térmicos, de combustível renovável ou bombas de calor alimentado por energia elétrica renovável.

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Diagrama esquemático do ambiente sistema de malha para o Whistler Olympic Village, em British Columbia. Integrante do Grupo, do CC BY-ND

Colocando de águas residuais para Uso

Um exemplo do potencial de energia zero distrito actualmente a ser desenvolvido, o Nacional Centro Ocidental, é um multi-uso campus, atualmente em construção, em Denver para casa o Nacional anual Ocidental Estoque Show e outros eventos públicos focados em alimentação e a agricultura.

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Um de seis metros-diâmetro da tubulação de transporte da cidade de esgoto subterrâneo através da propriedade antes de entregar a água para uma planta de tratamento. A temperatura da água permanece dentro de uma estreita faixa de 61 a 77 graus F durante todo o ano.

De águas residuais e de tubos de um trocador de calor a transferência de calor de um ambiente de loop de água de circulação em todo o distrito. O sistema fornece calor no inverno e absorve o calor no verão, através de recuperação de calor, chillers, que são bombas de calor que pode, simultaneamente, fornecer aquecimento e de arrefecimento. Esta estratégia serve edifícios individuais e eficiência muito elevada.

A eletricidade usada para operar as bombas de calor, iluminação e outros equipamentos virão no local, energia fotovoltaica e eólica e solar-eletricidade gerada importados de fora do local.

Integrada de Baixa Energia, Habitação em Austin

Outro bairro que irá minimizar as emissões de carbono é o Whisper Valley Comunidade, em construção na cidade de Austin, Texas. Isso de 2.000 hectares multi-uso no desenvolvimento de 7.500 todo-elétrico casas, 2 milhões de metros quadrados de espaço comercial, duas escolas e um de 600 hectares do parque. Seu projeto já recebeu um prêmio green building.

Whisper Valley será executado em um sistema integrado de energia do sistema, que inclui uma ampla ambiente loop de rede aquecido e resfriado por bombas de calor e a energia geotérmica poços localizados em cada casa. Cada proprietário tem a opção de incluir um 5 quilowatts no telhado solar fotovoltaica matriz para operar a bomba de calor e eletrodomésticos de baixo consumo energético, incluindo bomba de calor, aquecedores de água e indutivo stovetops. De acordo com o desenvolvedor, Whisper Vale economia de escala permite uma média de preço de venda de us $50.000 abaixo típica de Austin casas.

O Futuro da Energia é Zero Comunidades

O Laboratório Nacional de Energia Renovável, Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, e outros parceiros do projeto são o desenvolvimento de um software open source development kit chamado URBANopt que os modelos de elementos do zero de energia distritos, tais como a construção de eficiência a demanda de flexibilidade de estratégias, no último piso, matrizes fotovoltaicos, ambiente loop distrito térmica de sistemas. O software pode ser integrado a outros modelos de computador para auxílio no projeto de zero comunidades de energia. NREL engenheiros de ter se envolvido com alto desempenho distrito de projetos em todo o país, tais como o Centro Ocidental, para ajudar a informar e orientar o desenvolvimento do URBANopt plataforma.

Os projetos descritos, são de nova construção. É mais difícil alcançar o zero de energia em edifícios existentes ou comunidades economicamente, mas existem maneiras de fazê-lo. Faz sentido aplicar as medidas de eficiência são mais custo-eficaz para adaptar, converter a construção de sistemas de aquecimento e refrigeração para a electricidade e para fornecer a eletricidade com energia solar fotovoltaica.

Utilitários estão cada vez mais oferecendo tempo de utilização da taxa de horários, que cobram mais para o uso de energia durante os períodos de alta demanda. Emergente sistemas de gestão de energia vai permitir que os proprietários de casa para aquecer a água, cobrar a casa de baterias e veículos elétricos e executar outros aparelhos, às vezes, quando os preços da electricidade são mais baixos. Se estamos falando de novo ou existente edifícios, vejo sustentável zero comunidades de energia alimentado por energia renovável, como a onda do futuro como enfrentar a crise das alterações climáticas.

Este artigo é republicado de O Conversa sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

Crédito da imagem: Denys Nevozhai no Unsplash

*As fotos exibidas neste post pertencem ao post singularityhub.com

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