Gebouwen verbruiken veel energie - zo kun je hele gemeenschappen ontwerpen die net zoveel teruggeven als ze nodig hebben

Gebouwen verbruiken veel energie - zo kun je hele gemeenschappen ontwerpen die net zoveel teruggeven als ze nodig hebben Artist vertolking van het National Western Center, een nul-campus in aanbouw in Denver voor meerdere activiteiten. Stad en provincie Denver | Burgemeesterskantoor van het National Western Center, CC BY-SA

Hoewel de pandemie van het coronavirus de laatste krantenkoppen, de klimaatverandering, heeft gedomineerd is niet verdwenen. Veel experts pleiten voor een "groen ”economisch herstel dat investeringen in stuurt koolstofarme energiebronnen en technologieën.

Gebouwen zijn goed voor 40% van het totale energieverbruik in de VS., vergeleken met 32% voor industrie en 28% voor transport. Staten en te steden met ambitieuze klimaatactieplannen werken aan het verminderen van de uitstoot van de bouwsector tot nul. Dit betekent het maximaliseren van de energie-efficiëntie om het energieverbruik van gebouwen te verminderen en vervolgens te voorzien in de resterende energiebehoeften met elektriciteit die wordt opgewekt door koolstofvrije bronnen.

Mijn collega's en ik bestuderen de beste manieren om dat te doen snel de COXNUMX-uitstoot van de bouwsector verminderen. In de afgelopen jaren zijn de bouwontwerpen dramatisch vooruitgegaan. Nul-energieneutrale gebouwen, die de energie die ze ter plaatse nodig hebben uit hernieuwbare bronnen produceren, worden steeds vaker de standaardkeuze. Maar om de overgang naar nul-koolstofemissies te versnellen, denk ik dat de Verenigde Staten groter moeten denken en zich moeten concentreren op het ontwerpen of herontwikkelen van hele gemeenschappen zonder energie.

Het aanpakken van energieverbruik in gebouwen op wijkniveau levert schaalvoordelen op. Architecten kunnen grote warmtepompen en andere apparatuur inzetten om meerdere gebouwen de hele dag volgens een gespreid schema te bedienen. Districten die huizen, werkplekken, restaurants, recreatiecentra en andere diensten samenbrengen in beloopbare gemeenschappen, verminderen ook aanzienlijk de energie die nodig is voor transport. Naar mijn mening zal deze groeiende beweging een steeds belangrijkere rol spelen om de VS en de wereld te helpen de klimaatcrisis aan te pakken.

Nul-energiegebouwen produceren voldoende hernieuwbare energie om de energie die ze verbruiken te compenseren of zelfs te overtreffen.

Omgevingslussen verwarmen en koelen

Verwarming en koeling zijn het grootste energieverbruik in gebouwen. Districtsontwerpstrategieën kunnen deze belastingen efficiënter aanpakken.

Stadsverwarming heeft lange tijd gebruikt in Europa, evenals op sommige Amerikaanse universiteiten en andere campussen. Deze systemen hebben doorgaans een centrale centrale die aardgas verbrandt om water te verwarmen, dat vervolgens naar de verschillende gebouwen wordt gecirculeerd.

Om een ​​koolstofvrije uitstoot te bereiken, gebruikt de nieuwste strategie een ontwerp dat bekend staat als een omgevingstemperatuur lus die tegelijkertijd en efficiënt verschillende gebouwen verwarmt en koelt. Dit concept is voor het eerst ontwikkeld voor het Whistler Olympic Village in British Columbia.

In een typisch systeem met omgevingslussen circuleert een pomp water door een niet-geïsoleerd leidingnetwerk begraven onder de vorstlijn. Op deze diepte ligt de bodemtemperatuur dichtbij die van de jaarlijkse gemiddelde luchttemperatuur voor die locatie. Terwijl water door de buis beweegt, warmt het op of koelt het af tot deze temperatuur.

Warmtepompen op individuele gebouwen of andere punten langs de omgevingslus voegen warmte toe of halen deze uit de lus. Ze kunnen ook warmte verplaatsen tussen diepe geothermische putten en het circulerende water.

De lus circuleert ook door een centrale installatie die hem in een optimaal temperatuurbereik houdt voor maximale warmtepompprestaties. De centrale kan koeltorens of afvalwater gebruiken om warmte af te voeren. Het kan warmte toevoegen via hernieuwbare bronnen, zoals zonnecollectoren, hernieuwbare brandstof of warmtepompen aangedreven door hernieuwbare elektriciteit.

Gebouwen verbruiken veel energie - zo kun je hele gemeenschappen ontwerpen die net zoveel teruggeven als ze nodig hebben Schematische weergave van het ambient loop-systeem voor het Whistler Olympic Village in British Columbia. Integrale groep, CC BY-SA

Afvalwater gebruiken

Een voorbeeld van een potentieel energieneutrale wijk die momenteel wordt ontwikkeld, de Nationaal westelijk centrum, is een multifunctionele campus die momenteel in aanbouw is in Denver om de jaarlijkse National Western Stock Show en andere openbare evenementen rond voedsel en landbouw te huisvesten.

Een buis met een diameter van 6 meter die het afvalwater van de stad vervoert, loopt ondergronds door het pand voordat het water aan een zuiveringsinstallatie wordt geleverd. De watertemperatuur blijft het hele jaar binnen een smal bereik van 61 tot 77 graden F.

De afvalwaterleiding en een warmtewisselaar dragen warmte over van en naar een omgevingslus die water door de wijk circuleert. Het systeem levert warmte in de winter en neemt warmte op in de zomer via warmteterugwinningskoelers, warmtepompen die tegelijkertijd voor verwarming en koeling kunnen zorgen. Deze strategie bedient individuele gebouwen met een zeer hoog rendement.

Elektriciteit die wordt gebruikt om de warmtepompen, verlichting en andere apparatuur te bedienen, zal afkomstig zijn van fotovoltaïsche installaties ter plaatse en door wind- en zonne-energie opgewekte elektriciteit die van elders wordt geïmporteerd.

Geïntegreerde energiezuinige behuizing in Austin

Een andere wijk die de COXNUMX-uitstoot zal minimaliseren, is de Whisper Valley Community, in aanbouw in Austin, Texas. Deze 2,000 hectare multi-use ontwikkeling omvat 7,500 volledig elektrische huizen, 2 miljoen vierkante meter commerciële ruimte, twee scholen en een park van 600 hectare. Het ontwerp heeft al een prijs voor groen bouwen.

Whisper Valley zal draaien op een geïntegreerd energiesysteem dat een uitgebreid lusnetwerk omvat dat wordt verwarmd en gekoeld door warmtepompen en geothermische bronnen bij elk huis. Elke huiseigenaar heeft de optie om een ​​fotovoltaïsche zonnepaneel op het dak van 5 kilowatt op te nemen voor het gebruik van de warmtepomp en energiezuinige apparaten, waaronder warmtepompboilers en inductieve fornuizen. Volgens de ontwikkelaar zorgt de schaaleconomie van Whisper Valley voor een mediane verkoopprijs van US $ 50,000 onder die van typische huizen in Austin.

Ross Trethewey van “This Old House” bezoekt in 2018 de energiezuinige Whisper Valley-ontwikkeling buiten Austin, Texas.

De toekomst van energieneutrale gemeenschappen

Het National Renewable Energy Laboratory, Lawrence Berkeley National Laboratory en andere projectpartners ontwikkelen een open source softwareontwikkelingskit genaamd URBANopt dat elementen van energieneutrale wijken modelleert, zoals strategieën voor efficiëntie / vraagflexibiliteit van gebouwen, fotovoltaïsche arrays op het dak, thermische systemen met omgevingslussen. De software kan worden geïntegreerd in andere computermodellen om te helpen bij het ontwerpen van energieneutrale gemeenschappen. NREL-ingenieurs werken samen met hoogwaardige districtsprojecten in het hele land, zoals het National Western Center, om de ontwikkeling van het URBANopt-platform te helpen informeren en begeleiden.

De projecten die ik heb beschreven zijn nieuwbouw. Het is moeilijker om netto nul-energie te bereiken in bestaande gebouwen of gemeenschappen, maar er zijn manieren om dit te doen. Het is logisch om die efficiëntiemaatregelen toe te passen die de meest kosteneffectief om achteraf aan te brengen, bouw verwarmings- en koelsystemen om naar elektriciteit en voorzie de elektriciteit van fotovoltaïsche zonne-energie.

Utilities bieden steeds meer aan tijdschema voor gebruik, die meer in rekening brengen voor energieverbruik tijdens perioden met hoge vraag. Energiebeheersystemen voor opkomende huizen stellen huiseigenaren in staat om water te verwarmen, batterijen en elektrische voertuigen op te laden en andere apparaten te laten draaien op momenten dat de elektriciteitsprijzen het laagst zijn. Of we het nu hebben over nieuwe of bestaande gebouwen, ik zie duurzame gemeenschappen zonder energie die worden aangedreven door hernieuwbare energie als de golf van de toekomst terwijl we de klimaatveranderingcrisis aanpakken.

Over de auteur

Charles F. Kutscher, Fellow en Senior Research Associate, Renewable & Sustainable Energy Institute, Universiteit van Colorado Boulder

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

Drawdown: het meest uitgebreide plan ooit voorgesteld om opwarming van de aarde tegen te gaan

door Paul Hawken en Tom Steyer
9780143130444In het licht van de wijdverspreide angst en apathie, is een internationale coalitie van onderzoekers, professionals en wetenschappers bij elkaar gekomen om een ​​reeks realistische en gewaagde oplossingen voor klimaatverandering aan te bieden. Honderd technieken en werkwijzen worden hier beschreven - sommige zijn bekend; sommigen heb je misschien nog nooit van gehoord. Ze variëren van schone energie tot het opleiden van meisjes in lagere inkomenslanden tot landgebruikspraktijken die koolstof uit de lucht halen. De oplossingen bestaan, zijn economisch levensvatbaar, en gemeenschappen over de hele wereld voeren ze momenteel uit met vaardigheid en vastberadenheid. Beschikbaar op Amazon

Ontwerp van klimaatoplossingen: een beleidsgids voor koolstofarme energie

door Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Met de effecten van de klimaatverandering op ons is de noodzaak om de mondiale uitstoot van broeikasgassen te verminderen niets minder dan urgent. Het is een enorme uitdaging, maar de technologieën en strategieën om hieraan te voldoen bestaan ​​vandaag. Een kleine set van energiebeleid, goed ontworpen en geïmplementeerd, kan ons op weg helpen naar een koolstofarme toekomst. Energiesystemen zijn groot en complex, dus het energiebeleid moet gericht en kosteneffectief zijn. One-size-fits-all benaderingen zullen de klus gewoon niet klaren. Beleidsmakers hebben behoefte aan een duidelijke, uitgebreide hulpbron die het energiebeleid schetst dat de grootste impact zal hebben op onze klimaattoekomst, en beschrijft hoe dit beleid goed moet worden vormgegeven. Beschikbaar op Amazon

Dit verandert alles: Kapitalisme versus The Climate

door Naomi Klein
1451697392In Dit verandert alles Naomi Klein betoogt dat klimaatverandering niet alleen een kwestie is die netjes moet worden ingediend tussen belastingen en gezondheidszorg. Het is een alarm dat ons oproept om een ​​economisch systeem te repareren dat ons op veel manieren al tekortschiet. Klein bouwt nauwgezet op hoe massaal onze uitstoot van broeikasgassen wordt teruggedrongen, is onze beste kans om tegelijkertijd gapende ongelijkheden te verminderen, onze gebroken democratieën opnieuw te verbeelden en onze uitgeholde lokale economieën weer op te bouwen. Ze legt de ideologische wanhoop bloot van ontkenners van klimaatverandering, de messiaanse waanideeën van de zogenaamde geo-ingenieurs en het tragische defaitisme van te veel mainstream groene initiatieven. En ze laat precies zien waarom de markt de klimaatcrisis niet-kan en niet-kan oplossen, maar in plaats daarvan de zaken erger zal maken, met steeds extremere en ecologisch schadelijke extractiemethoden, vergezeld door een ongebreideld rampzalig kapitalisme. Beschikbaar op Amazon

Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en te ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

volg InnerSelf op

facebook-icontwitter-iconrss-icoon

Ontvang de nieuwste via e-mail

{Emailcloak = off}

NIEUWSTE VIDEO'S

Methaanemissies hebben recordniveaus bereikt
Methaanemissies hebben recordniveaus bereikt
by Josie Garthwaite
Onderzoek toont aan dat de wereldwijde uitstoot van methaan het hoogste niveau ooit heeft bereikt.
kelp bos 7 12
Hoe de bossen van de oceanen van de wereld bijdragen aan het verlichten van de klimaatcrisis
by Emma Bryce
Onderzoekers zoeken naar hulp bij het opslaan van kooldioxide tot ver onder het zeeoppervlak.
Kleine Plankton Drive-processen in de oceaan die tweemaal zoveel koolstof vastleggen als wetenschappers dachten
Kleine Plankton Drive-processen in de oceaan die tweemaal zoveel koolstof vastleggen als wetenschappers dachten
by Ken Buesseler
De oceaan speelt een grote rol in de wereldwijde koolstofcyclus. De drijvende kracht komt van klein plankton dat…
Klimaatverandering bedreigt de drinkwaterkwaliteit over de grote meren
Klimaatverandering bedreigt de drinkwaterkwaliteit over de grote meren
by Gabriel Filippelli en Joseph D. Ortiz
'Niet drinken / niet koken' is niet wat iemand wil horen over het kraanwater van hun stad. Maar de gecombineerde effecten van ...
Praten over energieverandering kan de impasse in het klimaat doorbreken
Praten over energieverandering kan de klimaatimpuls doorbreken
by InnerSelf Staff
Iedereen heeft energieverhalen, of het nu gaat om een ​​familielid dat aan een booreiland werkt, een ouder die een kind leert draaien ...
Gewassen kunnen worden geconfronteerd met dubbele problemen door insecten en een warm klimaat
Gewassen kunnen worden geconfronteerd met dubbele problemen door insecten en een warm klimaat
by Gregg Howe en Nathan Havko
Al duizenden jaren zijn insecten en de planten waarmee ze zich voeden bezig met een co-evolutionaire strijd: eten of niet zijn ...
Om nulemissies te bereiken, moet de overheid hindernissen aanpakken die mensen van elektrische auto's afzetten
Om nulemissies te bereiken, moet de overheid hindernissen aanpakken die mensen van elektrische auto's afzetten
by Swapnesh Masrani
De Britse en Schotse regering hebben ambitieuze doelen gesteld om in 2050 en 2045 koolstofarm te worden met een netto-uitstoot van nul ...
De lente komt eerder in de VS aan, en dat is niet altijd goed nieuws
De lente komt eerder in de VS aan, en dat is niet altijd goed nieuws
by Theresa Crimmins
In een groot deel van de Verenigde Staten heeft een opwarmend klimaat de komst van de lente versneld. Dit jaar is geen uitzondering.

LAATSTE ARTIKELEN

Routinematig affakkelen van gas is verkwistend, vervuilend en ondermaats
Routinematig affakkelen van gas is verkwistend, vervuilend en ondermaats
by Gunnar W. Schade
Als je door een gebied bent gereden waar bedrijven olie en gas winnen uit schalieformaties, heb je waarschijnlijk vlammen gezien ...
Flight Shaming: hoe de campagne te verspreiden waardoor Zweden het vliegen voorgoed hebben opgegeven
Flight Shaming: hoe de campagne te verspreiden waardoor Zweden het vliegen voorgoed hebben opgegeven
by Avit K Bhowmik
De grote luchtvaartmaatschappijen van Europa zullen hun omzet in 50 waarschijnlijk met 2020% zien dalen als gevolg van de COVID-19-pandemie, ...
Zal het klimaat zo warm zijn als sommigen vrezen?
Zal het klimaat zo warm zijn als sommigen vrezen?
by Steven Sherwood et al
We kennen de klimaatveranderingen naarmate de broeikasgasconcentraties stijgen, maar de exacte hoeveelheid verwachte opwarming blijft ...
Hoe drijvende windparken de toekomst van groene stroom te maken
Hoe drijvende windparken de toekomst van groene stroom te maken
by Susan Gourvenec
Sinds 2010 is windenergie wereldwijd gestaag gegroeid, met de hoeveelheid energie die wordt opgewekt door offshore wind ...
Wat als we alle boerderijdieren van het land haalden en in plaats daarvan gewassen en bomen plantten?
Wat als we alle boerderijdieren van het land haalden en in plaats daarvan gewassen en bomen plantten?
by Sebastian Leuzinger
Ik zou graag willen weten hoeveel verschil we kunnen maken voor ons engagement onder de Overeenkomst van Parijs en ons totaal ...
Methaanemissies hebben recordniveaus bereikt
Methaanemissies hebben recordniveaus bereikt
by Josie Garthwaite
Onderzoek toont aan dat de wereldwijde uitstoot van methaan het hoogste niveau ooit heeft bereikt.
Hoe banken proberen de groene overgang vast te leggen
Hoe banken proberen de groene overgang vast te leggen
by Tomaso Ferrand en Daniel Tischer
Particuliere banken in het VK zouden een centrale rol moeten spelen bij het financieren van klimaatactie en het ondersteunen van een rechtvaardige transitie ...
Een beter Canada bouwen na COVID-19 Start een fossielvrije toekomst
Een betere wereld bouwen na COVID-19 Start een fossielvrije toekomst
by Kyla Tienhaara et al
De vraag naar fossiele brandstoffen stortte in tijdens de COVID-19-pandemie toen er lockdown-maatregelen werden ingevoerd. In de seconde…