模态图像。

EHDD是一家加利福尼亚州的公司,有着悠久的历史深绿设计,以及几座净零能量建筑 - 例如洛杉矶,加利福斯州洛杉矶的大卫和Lucile Packard基金会,以及探险者,在旧金山的Embarcadero - 在其投资组合中。但是,如此喜欢这些项目,vwin德赢是正规网站吗说明斯科特壳牌,不能以速度和规模提供补救措施,我们需要解决气候紧急情况。“我们需要一个大多数建筑的解决方案,而不仅仅是为了卓越的建筑物。”

壳牌和许多其他人看到了一种称为电气化的趋势的潜力,该术语描述了用电气系统用电气系统替代石油和燃气设备进行空间和水加热,并使用全电技术进行烹饪。通过在现场燃烧化石燃料的过渡,而不是依靠网格,我们可以显着减少温室气体排放,因为电力越来越多地从风和太阳能等碳资源产生。

许多州和城市都有雄心勃勃的气候目标,它们正在推动这一运动向前发展。第一个采取行动的是伯克利加利福尼亚州。2019年7月,它禁止了燃气连接到新的小型和中型住宅建筑。从那时起,类似的政策已经彻底席卷了该州,其中38名司法管辖区采用禁止或阻止新建筑中的气体基础设施的规定。一些加利福尼亚州的城市已经扩大了几个月内通过的规定范围。例如,在旧金山,监事会于1月2020年通过了两项条例 - 其中禁止在新的或明显翻新的市政设施中的气体连接,以及为选择加油的建筑物的建筑物的较高能源绩效栏中的第二个基础设施。现在,官员批准了立法,将阻止该市在2021年6月开始的批准在瓦斯挂机中发出建筑许可证。

活动的势力不仅限于加利福尼亚。建筑 - 电气化政策已经在其他地方增强,包括布鲁克林,马萨诸塞州,在2019年11月,镇会员压倒性地批准章程,以禁止新建筑和大量改造项目中的石油和天然气基础设施。vwin德赢是正规网站吗虽然马萨诸塞州的律师将军击中了与国家法律冲突的措施,但在包括Aia Massachusetts在内的电气化支持者的联盟现在正在推荐国家级立法行动。与此同时,西雅图的官员处于采用守则的最后阶段,以消除新的商业建筑和煤气加热的天然气空间加热,以为新的酒店和多型建筑物高于三层故事。由市长签署的行政命令已经到位,这是防止新的市政建筑使用化石燃料进行空间和水加热或烹饪。And in Washington, D.C., the district’s Department of Energy & Environment has laid out an electrification timetable that ends gas hookups in new construction or major renovations by 2026. It also requires that replacement heat and hot-water systems be electric by 2035, and calls for residential construction, both new and existing, to be all-electric by 2050.

各种发展使全电力建筑成为有助于缓解气候危机的有力战略。最重要的是向清洁电网的转变。根据美国能源情报署(U.S. Energy Information Administration)的数据,2019年,美国约38%的电力来自核、风、水电和太阳能等非化石燃料,高于20年前的约30%。特别是风能、太阳能和生物质发电的比例正在迅速扩大。非营利研究机构Headwaters Economics的数据显示,在2012年至2020年间,这些能源的新发电能力增加了891383兆瓦(mW),而天然气的发电能力仅增加了35302兆瓦。与此同时,落基山研究所(RMI)无碳建筑团队的负责人Mike Henchen指出,燃煤电厂正在被淘汰。RMI是一个专注于资源效率的研究和咨询机构。他说:“电网的清洁速度比许多人意识到的要快。”

消息人士称,即使在电网完全不使用化石燃料之前,电气化也能起到良好的气候作用。例如,纽约可持续建筑非营利组织城市绿色委员会(Urban Green Council)研究了将纽约市多户住宅改造为全电供暖和热水系统的碳影响。该委员会的首席执行官约翰·曼迪克(John Mandyck)说,目前,住宅建筑中的石油和天然气燃烧设备的碳排放量占纽约总碳排放量的40%。该分析对新系统和它们将在不同效率水平上取代的系统进行了建模,并考虑到了电网的演变性质。尽管目前该市三分之二的电力是通过燃烧石油和天然气产生的,尽管随着临近威彻斯特县的一座老化核电站定于2021年关闭,其电力供应将变得更加碳密集型。Urban Green预计,一旦可再生能源发电能力在2030年及以后加入电网,这种改造将带来更大的减排效果。

新型热泵性能图表系数。

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根据城市绿色委员会的说法,改造了纽约的电热空间和水加热将达到碳储蓄(左)。随着更多可再生能力添加到网格(右侧),节省将增强。图片礼貌城市绿色委员会

除了更清洁的电网,技术进步也在推动电气化运动向前发展。空间供暖和热水设备的改进使这种转变变得切实可行:改变游戏规则的是效率更高的热泵,这种设备类似于空调,但既提供供暖又提供冷却。在制冷剂、压缩机和热力学第二定律的帮助下,空气源热泵(最常见的类型)在冬季从室外将热量转移到室内,在较温暖的月份,它们从室内空气中提取热量并将其释放到室外。尽管这项技术并不是什么新技术,但与以前的机器不同的是,这些最新一代的机器可以在气温远低于冰点时工作,这使得它们成为美国较寒冷地区的合法加热选择。它们比燃烧化石燃料的同类产品更高效,因为它们传递的热能比消耗的要多。

厨房电器的创新,即电磁炉顶部,也使这种转变变得实用。电气化倡导组织“建设脱碳联盟”的负责人Panama Bartholomy说,由于“文化障碍”,消费者接受这项技术的速度一直较慢,他和其他人都在吹捧全电烹饪的好处,包括改善室内空气质量(煤气灶和烤箱排放二氧化氮和一氧化碳等有毒气体);效率;还有一个更凉爽的厨房。

一些住房开发商投注公众会来临。根据合金,其建筑师和开发商的说法,在布鲁克林市中心布鲁克林市中心布鲁克林的一个40层楼的建筑将成为纽约的第一座全电动住宅塔。AJ Pires, the company’s president, cites a number of factors in switching from burning fossil-fuel energy on-site, including the difficulty of coordinating underground infrastructure in a dense urban environment, near a major subway and commuter-rail hub, and the requirements of New York’s Local Law 97, the 2019 legislation that set tough limits on the amount of carbon that buildings can emit. Pires believes that electric boilers for hot water, heat pumps for space-heating, an energy-recovery system, and the induction cooktops will appeal to prospective tenants: “We think the appliances will provide a market advantage,” he says.

Orbis饮料托盘。
Orbis饮料托盘。

布鲁克林市中心计划的40层塔将拥有全电动系统,包括烹饪。它的设计师和开发商合金,正在投注这一战略将提供市场优势。图片礼貌合金

分析显示,除了气候效益、居住者的健康和舒适外,经常使用电力还能省钱。RMI最近的一项研究比较了在美国7个城市建造和运营一座全电力的独户住宅与使用天然气做饭、供暖和供水的住宅的成本:德克萨斯州的奥斯汀;波士顿;西雅图;俄亥俄州哥伦布市:丹佛;明尼阿波里斯市;和纽约。RMI的Henchen说,一些发现令人惊讶。虽然混合燃料住宅的前期成本在分析的大多数城市都较高,但在明尼阿波利斯——考虑到最冷的气候和需要最昂贵的热泵——建造这两种住宅的成本大致相同。然而,由于当地公用事业公司提供了一种特殊的冬季电采暖费率,非煤气房的运营成本要低9%。 The analysis of Boston, meanwhile, revealed higher annual utility rates for all-electric, but these were outweighed by savings in up-front costs. All of the cities showed considerable carbon savings for the electric-only scenario, especially Seattle, where greenhouse-gas emissions with all-electric over the next 15 years would be a stunning 93 percent lower.

电气化风扇说,这种显着的排放减少并不意味着架构师可以忽略效率。“我在信封的教堂崇拜,”笑话小旋瘤。他解释说,高度绝缘的外壳对于改善热泵性能并含有成本至关重要。除了其他可持续设计基础之外,如适当的太阳能取向,迎风和机械系统的最佳配置,将防止可再生能力的过度建设。

国王开放式/剑桥街上堂和社区综合体。

King Open / Cambridge Street上层学校和社区综合体(上面和顶部),拥有3,600面板,其屋顶和窗口灯架上的1.3兆瓦的光伏系统。照片©Sophia Panova

效率绝对是基于波士顿的建筑公司威廉·埃拉克·员工和箭刀在设计最近完成的国王开放式/剑桥街上学和社区综合体,位于马萨诸塞州剑桥 - 第一所全电动,净零排放学校状态。包括两所公立学校,社区图书馆和地区行政办公室的270,000平方英尺的发展,拥有3,600面板,其屋顶和窗户轻架,以及地面源热泵197地热井,用于辐射加热和冷却。尽管如此,需要许多其他紧密协调的措施,以广泛的能源建模提供信息。为了实现在该地区典型学校的典型学校使用43%的设计目标,建筑包括热固的信封,带有R-28砖和赤陶墙段,R-40屋顶;一种照明方案,优先考虑日光照明的照明;和辐射系统回火的位移通风。建筑师还将用户作为设计过程的一部分,以帮助他们了解占用者的需求,同时降低复杂的排放概况。塞缪尔·拉斯基(Samuel Lasky)是一家rapp伙伴校长,Cites共享工作人员厅,配备冰箱和咖啡机,作为这个过程的一个产品。 The idea is that the rooms will deter teachers from bringing their own power-hungry appliances into their classrooms. “Hopefully, these spaces also provide an opportunity to run into a colleague and have a useful conversation,” he adds.

华盛顿大学商学院。

LMN为华盛顿大学商学院设计的建筑物,建筑馆将放弃与校园中央蒸汽厂的连接。摄影©LMN Architects

建筑师越来越意识到运营不是建筑物的唯一碳排放来源。他们正在接近体现碳,施工期间发出的碳和材料的制造和运输。Seattle-based LMN Architects, in designing Founders Hall, an 85,000-square-foot academic building for the business school at the University of Washington, now under construction, convinced the client not to hook up to the university’s gas-fired central steam plant and to go all-electric. That approach, and additional strategies such as naturally ventilating the building’s offices, is expected to reduce operational carbon by 85 percent compared with a building that complies with Seattle’s already stringent code. But, on top of that, its mass-timber structure is also a significant source of emissions savings, reducing embodied carbon by 63 percent when compared to using post-tensioned concrete, according to LMN’s calculations.

碳排放图。

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通过使用全电力和大量木材,LMN建筑事务所在Founders Hall的设计中大幅减少了碳排放。图片礼貌LMN Architects

为了减少建筑的排放,设计和施工专业人员、客户和监管机构将使出所有的花招。为了充分利用全电的趋势,他们需要做的不仅仅是更换一套电器。成功将需要增加可再生能源发电能力、改进能源储存选择和电网友好技术的创新,从而使公用事业公司能够更好地管理需求。我们还需要公平的资助机制,使经常在气候危机中首当其冲的低收入社区能够从“电力驱动一切”运动中获得回报。

Significantly, such financing must address the retrofit market, since, as Urban Green’s Mandyck points out, much of our current building stock will be here for a very long time: in New York, 90 percent of the structures that will exist in 2050 are already standing. If we don’t confront that challenge soon, he says, we will run out of ways to reduce emissions. “Our carbon footprint will already be baked in.”

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学习目标

  1. 解释电气化如何减少建筑环境的碳排放。
  2. 描述激励或要求全电气建筑的现行政策和法规。
  3. 解释热泵是什么以及它的工作原理。
  4. 描述了在全电建筑物中优化能效的策略。

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