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客人博客

你说,零城市不可能?

有些人已经在进行中

国家可再生能源实验室的研究支持设施在金色,科罗拉多州。仔细规划,而不是异国情调的功能,负责大部分节能。
图像信用:Dennis Schroeder / NREL

从环境视角来看,城市已经负责大部分地球的能源消耗和温室气体排放。对于有意义的战斗气候变化并留在我们的碳预算范围内,在城市规模上获得正确的事情至关重要。

物联网(IoT)的梦想家们设想了这样一个未来:“智能”电网与智能建筑之间通过复杂的传感和控制技术进行双向通信。有了这样的设施,净零能源建筑——从可再生能源中产生的能量相当于他们每年从公用事业消耗的能量的超高效结构——很容易成为常态。但这已经遥遥无期了。

今天创建网络零建筑并不容易,特别是在预算紧张。毫无疑问,阿布扎比的玛斯达等城市因经济和技术限制而遭到巨大的净零野心。如果从石油金钱划伤所建造的城市无法获得净零,可以现有社区和城市吗?如果是这样,今天的Net-Zero狂热的教训可以指导能量中立城市的未来?

今天的趋势归零

从联邦政策到州立法,从自愿认证到全球行动呼吁,净零能源已经成为一个战斗口号,呼吁我们如何通过针对建筑来应对气候变化。建筑是“热点”,占全球温室气体总量的三分之一。

技术进步正在帮助。更高效的加热,冷却和照明系统 - 加上更好的建筑信封和更强大的太阳能电池板 - 使得可以在十年前的努力减少努力提供低能量建筑。设计师展示了未来派技术不需要到达那里。现成的系统工作正常。

考虑222,000平方英尺的国家可再生能源实验室(NREL)研究支持设施(上面的照片)。当然,有一些花哨的功能(听说热储存迷宫?),但仔细选址,方向和Façade策略,使日光带入工作区进行了沉重的节能。这里没有火箭科学。

不同之处在于,与传统的建筑方式相比,协作的根本方法是不同的。建筑师们曾被誉为“建筑大师”,他们是我们今天仍然敬畏的许多永恒建筑背后的中枢大脑。但在当今超绿色建筑设计的世界里,任何一个人——甚至是一个建筑师——都有太多的复杂性,无法独力打造一个零净建筑。

综合设计

对于NREL,架构师转型为“协作大师”,从专家网上合成和康复信息:工程师,建筑商和各种顾问。通过该数据,他们可以通过在整个设计过程中不断评估权衡来提供功能,编程和性能目标。建筑社区称之为“综合设计”考虑到根深蒂固的心态和传统,这是很困难的。

虚拟模型是成功实现净零的关键。3D模型取代了2D图纸,越来越成为团队设计和建造的唯一真实来源。在3D中,设计、协调、选择和探索的优势是多方面的。

对净零建筑物的正确性来说,性能模拟变得非常重要。鉴于预测人类行为的固有困难,人们如何使用空间结束了对能源法案的巨大影响。David和Lucile Packard Foundation总部的工程师投入更多的时间,而不是通常从所有者那里了解随着时间的间隔时间。额外付出的努力,总部是到目前为止的最大认证的净零能源建筑。

超越建筑物:缩放净零

就其本身而言,单个净零建筑在设计、工程、施工和运营方面都是值得称赞的壮举。但要真正在应对气候变化方面有所作为,它们需要迅速扩大规模。这些建筑趋势对城市意味着什么?通过利用建筑集群及其共享的基础设施之间的资源,更大的思维能让零净变得更具成本效益吗?

在2014年的报告中,新建筑学院履行了一大包的项目 - 教育部门的大多数方面 - 达到净零能量。大多数是个别建筑物,但有些人证明了校园,社区,甚至整个社区都可以捕捉到一个禁区不能的规模效率。

美国最大的净零社区是西村这是加州大学戴维斯分校的一个多功能校园社区,设计完成后可容纳3500名学生、工作人员和家庭。第一阶段已经使用了一年多,接近于实现净零设计目标。由于技术故障,加上公寓住户的充电式电子产品的需求超出预期,该系统未能达到“能源中性”的状态。

UC Davis并不孤单地制定强大的环境声明。拥有673名签署国,美国学院和大学总统的气候承诺强调了从教育部门瞄准碳中立的买入的程度。大学基本上是城市的微观结构 - 理想的测试理由,用于展示碳中立线如何在市政规模发生 - 零零建筑原则是整体战略的重要组成部分。

亚利桑那州立大学与美国最大的独立能源服务解决方案提供商Ameresco和落基山研究所合作,计划到2025年全面实现校园碳中和。他们计划通过提高建筑效率、低碳交通和增加可再生能源的综合方法来减少能源需求。

超越校园

探索净零的范围超出了大学校园。FortZED它是一个零能源区,结合了科罗拉多州立大学校园和柯林斯堡市中心的一部分。它结合了不同建筑类型混合的效率措施,并带来新的可再生能源。

Fortzed是一个令人讨厌的例子,可以用实用程序合作,通过协调许多小型分布式可再生的生成系统 - 包括风,太阳能电池板和生物量 - 在电网上双向进行创建网络零区的可行性。考虑到我们的能量网格,令人印象深刻,专为单程交付而设计。

拥有更多美国城市规划2030区,公用事业必须参与其中。Net-ofer Energy地区的最终效果影响了他们的商业模式。在每个人的能量仪表网上零的区内,谁支付了保持灯光的传输和分配系统?

并在城市规模中复杂化东西,专注于建立能源使用,仅仅是一个综合规划,应该解决运输排放,水输送和废物基础设施的影响。零城市将依靠新的合成主义 - 系统思想家擅长解决大规模的技术,管理和社会挑战 - 将这些有远见的种子带给我们大多数人的城市,迟早会致电回家。

Jonathan Rowe负责欧特克可持续发展解决方案团队的内容战略。在加入欧特克之前,罗在追求建筑事业的同时从事绿色设计。本文最初发表于线//形状//空格致力于设计师和创造者的Autodesk出版物,探讨了制作事物的未来,股票的创新故事,并提供了帮助企业成功的实用建议。

3评论

  1. 凯利·沃恩||#1

    更正
    亚利桑那州立大学,不是亚利桑那州的美国与ameresco Inc.和洛基山研究院合作,将校园气候中立的实施计划到2025年和2035年的交通中立。

  2. GBA编辑器
    马丁·霍洛拉||#2

    回应Kelly Vaughn
    凯利,
    非常感谢纠正。

    兴趣的GBA读者可以在此阅读有关合作伙伴的更多信息:ASU与Ameresco,岩石山学院合作,实现气候中立

  3. 安德鲁米克勒||#3

    沉思和区能源设计的文化作用
    已经看过沉思的项目从形成溶解到溶解,了解在实施这些计划的严重复杂性和障碍方面非常重要,这承诺很多,但在切实的结果中无法产生太多。愿景非常大,但范围变得越来越窄到可交付成果是整体视野的影子。大部分DOE Grant都去了工程公司,其中有几个微电网发电机设置临时演示。

    虽然值得注意的是,它没有激发社区,以适当的资金来实现任何有意义的方式,以了解商业能源优化,小规模负荷转移,深度能量改造或用户行为的适当资金。虽然该计划的结算将是可转化的,但许多志愿者留在缺乏领导力的真空中,符合愿景所提出的愿景。该计划试图重启,但没有得到适当资助的,许多利益相关者都没有得到适当的资助,并没有严重参与零碳/能源区工作。这是原始计划中的根本缺陷,作为文化转变出售,但成为一个相对较小的技术计划。

    让我们希望这样的计划的教训是,我们需要将愿景与广泛的工具,资金和授权的利益攸关方相匹配,这些利益攸关方从社区各种职位进行了任何实际进展。如果这一点不发生一个小组将迅速掌握一套狭隘的目标(通常为赠款款项),并将更大的社区留下几乎没有资源或方向,以使文化转变成为实施如此重要的共同目标。

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