1980年代后期,建筑發(fā)生了轉(zhuǎn)變,美國堪薩斯城一位名叫 Bob Berkebile 的謙遜建筑師試圖說服美國建筑師協(xié)會 (AIA) 提高環(huán)保意識。為了促使建筑師設(shè)計能夠減少對環(huán)境影響的建筑物,Berkebile與 AIA 的董事會聯(lián)系,要求成立一個委員會來研究該行業(yè)如何更好地解決這些問題。
董事會最初拒絕了他,但在 1989 年 5 月的 AIA 大會上,建筑界的一群后起之秀領(lǐng)導了一場運動,以幫助建立他的愿景。Bob Berkebile最初提出的請求獲得一致同意,因此成立了AIA環(huán)境委員會 (COTE)。在 Berkibile 的帶領(lǐng)下,COTE 迅速發(fā)展成為美國建筑界的一股強大力量,與美國環(huán)境保護署 (EPA) 合作開展環(huán)境研究和新的建筑設(shè)計指南。
此后,美國的建筑在綠色建筑設(shè)計中發(fā)揮著越來越重要的作用,鮑勃·伯克比爾 (Bob Berkebile) 的貢獻成為實施碳中和建筑路線圖的推動力。然而,創(chuàng)建碳中和設(shè)計所涉及的規(guī)劃不僅解決了長期的社會問題,還涉及提高建筑設(shè)計和運營的成本效率。
碳中和設(shè)計的興起碳中和設(shè)計專門針對基于碳的能源使用,是可持續(xù)發(fā)展的一個子類別。兩者都尋求減少對環(huán)境的負面影響,提高建筑性能,確保更好的安全性,并保護建筑物居住者的健康。
可持續(xù)設(shè)計原則包括:
充分利用建筑工地的潛力改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量持續(xù)優(yōu)化運維策略最大限度地減少不可再生能源的能源消耗保護和節(jié)約用水使用環(huán)保和本地采購的材料類似的想法被納入碳中和建筑的設(shè)計中。
使建筑環(huán)境更環(huán)保的路線圖總是很復雜,因為它們的重點是減少從建筑到運營的二氧化碳排放。它還涉及有關(guān)建筑和維護所用材料的提取和運輸?shù)膯栴}。此外,必須考慮如何使用這些空間。需要考慮各種工業(yè)、商業(yè)、住宅或機構(gòu)功能,以及這些建筑如何在其社區(qū)內(nèi)互動,因為地方規(guī)劃應(yīng)發(fā)揮突出作用。
減少建筑環(huán)境對氣候影響的六個步驟包括:
選擇對氣候影響最小的能源和材料現(xiàn)場發(fā)電定義明確的目標確保在整個項目中遵循商定的碳減排戰(zhàn)略盡量減少導致氣候變化的能源使用和材料抵消任何剩余的排放在過去的幾十年里,這些概念已成為建筑概念化和建造方式的重要組成部分。1960 年代后期出現(xiàn)了與建筑物的自然環(huán)境相得益彰的建筑設(shè)計,但真正的變化只發(fā)生在1970 年代中期的能源危機期間。這帶來了建筑規(guī)范的變化,產(chǎn)生了更密封和更好絕緣的設(shè)計,建筑師開始將環(huán)境因素納入他們的計劃。
由此,能源與環(huán)境設(shè)計領(lǐng)導力(LEED) 等評級系統(tǒng)成為設(shè)計日益高效和健康建筑的框架。LEED 認證現(xiàn)在因其領(lǐng)導地位而獲得國際認可,并且可以成為碳中和建筑路線圖的一個組成部分。
物聯(lián)網(wǎng)與碳中和建筑設(shè)計、交付和運營智能建筑可以幫助業(yè)主執(zhí)行他們的碳中和路線圖。物聯(lián)網(wǎng)(IoT) 為建筑物業(yè)主、管理者和租戶提供了必要的工具,以確保在建筑物的整個生命周期內(nèi)始終如一地實現(xiàn)這些碳中和目標。
實現(xiàn)碳中和的最佳解決方案將技術(shù)與綠色建筑相結(jié)合。碳中和的目標將不可避免地涉及智能建筑,因為對物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的分析有助于識別廢物并提高效率,同時減少碳排放。通過提供一種監(jiān)測和控制能源使用的方法,以分析為主導的智能技術(shù)可以控制建筑運營、現(xiàn)場能源生產(chǎn)和電池存儲,從而最大限度地提高效益,確保建筑及其系統(tǒng)在其整個生命周期內(nèi)以最高效率運行。
荷蘭跨國照明公司 Signify 的物聯(lián)網(wǎng)思想領(lǐng)袖喬納森·韋納特 (Jonathan Weinert) 談到了物聯(lián)網(wǎng)如何支持智能電網(wǎng):
在智能電網(wǎng)中,物聯(lián)網(wǎng)可以促進將能量從過剩的節(jié)點立即轉(zhuǎn)移到能量不足的節(jié)點,從而使系統(tǒng)更加順暢。或者物聯(lián)網(wǎng)可以確保今天儲存多余的能量,以便系統(tǒng)明天可以使用它。在這兩種情況下,它都使可再生能源變得可行??勺冃圆辉偈菃栴}。
為了減少氣候影響,應(yīng)在建設(shè)項目早期確定有針對性的計劃。即使是最初的草圖也應(yīng)該著眼于如何減少浪費。還應(yīng)考慮現(xiàn)有結(jié)構(gòu),著眼于翻新而不是拆除和重建。
物聯(lián)網(wǎng)如何融入碳中和建筑路線圖利益相關(guān)者在規(guī)劃碳中和建筑時會考慮監(jiān)管和財務(wù)動機。通常,房地產(chǎn)開發(fā)商和管理人員傾向于更緊迫地處理直接的財務(wù)問題。但碳中和建筑實際上可以在建設(shè)和運營方面顯著節(jié)省,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)尤其擅長這一點。智能系統(tǒng)收集并通過高級分析轉(zhuǎn)化為洞察力的數(shù)據(jù)有助于制定、驗證識別和調(diào)節(jié)能源使用以最大限度減少浪費的策略。
在建筑環(huán)境中實現(xiàn)碳中和的一些最佳策略包括:
熱電聯(lián)產(chǎn):也稱為熱電聯(lián)產(chǎn) (CHP),熱電聯(lián)產(chǎn)將通過能源生產(chǎn)產(chǎn)生的熱量用于其他用途。這可能包括太陽能電池使用來自太陽的熱量來制造熱水,同時還產(chǎn)生電力,智能技術(shù)調(diào)節(jié)最有效的方式。能源存儲:當將可再生能源的現(xiàn)場能源生產(chǎn)與存儲容量相結(jié)合時,物聯(lián)網(wǎng)在感知環(huán)境變化的同時收集數(shù)據(jù)的能力有助于減少由需求激增引起的能源變化。燃料電池:雖然這項技術(shù)對許多人來說仍然成本高昂,但它在利用氫氣或天然氣發(fā)電方面的潛力對于智能建筑環(huán)境來說看起來很有希望。綠色資本改進:投資于提高建筑能源效率的基礎(chǔ)設(shè)施具有提高財產(chǎn)價值的額外好處。這可能涉及從在屋頂上安裝太陽能電池板到安裝高效、無油磁軸承冷卻器或冷凝鍋爐的任何事情。減載:這是指降低能源使用以避免供應(yīng)中斷,這是智能建筑擅長的。抵消:建筑業(yè)主追求碳中和建筑的一種方式是減少其他地方的排放。在其他領(lǐng)域投資能源效率、低碳技術(shù)或可再生能源有助于抵消建筑施工或運營過程中產(chǎn)生的碳。智能系統(tǒng)可以幫助量化如何實現(xiàn)這些目標,同時涉及第三方驗證系統(tǒng),例如歐盟的排放交易系統(tǒng) (ETS) 或聯(lián)合國清潔發(fā)展機制 (CDM)。優(yōu)化:利用智能建筑中的可用數(shù)據(jù),持續(xù)自動調(diào)整系統(tǒng)運行,以最大限度地降低能耗。使用可再生能源:智能建筑通過使用技術(shù)克服綠色能源固有的困難來促進碳中和。由于來自太陽能和風能的能量取決于天氣,因此它無法始終如一地提供能量。物聯(lián)網(wǎng)通過分析平臺收集和整理數(shù)據(jù)的能力使設(shè)施能夠根據(jù)電網(wǎng)的波動更好地管理其電力。集成智能系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)為在建筑物中創(chuàng)造碳中和所做的大部分工作都涉及調(diào)節(jié)能源的多少、去向和時間,以確保整個建筑環(huán)境的效率更高。要有效地做到這一點,需要一個架構(gòu)良好且完全集成的系統(tǒng),該系統(tǒng)使用先進智能技術(shù)來利用建筑數(shù)據(jù)并實現(xiàn)以效率為中心的自動化。那些專門從事物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動的智能建筑的主系統(tǒng)集成商可以確保您的系統(tǒng)具有創(chuàng)建碳中和建筑路線圖并實現(xiàn)目標所需的功能。
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