能让您温暖和凉爽星球的房屋

能让您温暖和凉爽星球的房屋 冈野重美(Shigemi Okano)/ Shutterstock

如果气候变化使您想整天躺在床上而忘记外面的世界,那么我有一些坏消息。 关于 全球二氧化碳排放量的28% 可以追溯到建筑物照明,制冷和供暖所产生的能量,而英国排放的五分之一来自 给房屋供暖。 因此,您甚至可以在离开房屋之前就将大部分碳足迹放下。

那只是 政府倾向于计算的排放量。 房屋中的许多温室气体来自房屋生活的其他阶段,包括建筑和拆除。 这些被称为“具体排放物”,可以弥补 占整个生命排放量的90% 一些建筑物。

“我的意思是在建造,翻新并最终拆除建筑物时所涉及的碳排放,” 爱丁堡纳皮尔大学副校长研究员弗朗切斯科·蓬波尼(Francesco Pomponi)。

这包括从开采水泥材料到砍伐树木作为地板材料,再将一切运输到建筑工地再挖掘地基,等等。 然后从拆除建筑物到处置其组成部分。

可能有 到2年地球上将再有2050亿人口,大多数人出生在整个亚洲和非洲。 发展中国家将 需要数亿额外的房屋 在未来的几十年中 全球排放量将需要下降60% 使平均升温保持在2°C以下。

在本期《想象》通讯中,我们为应对气候变化提供了支持。 笼罩着我们世界的危机可能无法逃脱,但是拥有更好,更绿色的住房的梦想可以帮助我们所有人在晚上睡得更好。

首先,让我们放弃混凝土

混凝土是一种神奇的材料,但是像现代生活便利性背后的大多数创新一样,它是碳密集型的。 烧砖需要温度 高于1,000°C 引起化学变化,赋予材料强度,这是 水泥温度高达1,450°C。 仅生产水泥被认为是造成 全球温室气体排放量的5-10%.

由于大多数新房屋都将在发展中国家建造,因此专家们同意,绿色环保的混凝土替代品必须负担得起,具有吸引力并必须使用当地采购的原料制成。 但是也许“绿色”不是正确的词。 利兹大学的土木工程研究员Alastair Marsh和印度科学研究所的土木工程教授Venkatarama Reddy认为,土壤可能是地质聚合物的理想成分-天然强而持久的水泥替代品。

能让您温暖和凉爽星球的房屋 这张电子显微镜图像显示了蒙脱石粘土(一种土壤的常见成分)向一种地聚合物的转化过程。 阿拉斯泰尔沼泽

  • 申请流程 –从宝贵的表层下面取走土壤,并与类似于家用清洁产品中发现的化学物质混合,以将粘土矿物溶解成其构成原子。 形成了类似面团的混合物,该混合物可以用砖模成型。 在80-100°C下烧制过程中,溶解的原子会重新排列形成地聚合物,从而稳定剩余的土壤。

  • 棕色是绿色 –基于土壤的地聚合物可以在较低的温度下燃烧,而其成分无需长距离运输。 根据条件的不同,这些砖的碳排放量可能是混凝土的一半,是传统烧结砖产量的四分之一。

  • 回归本源 –数千年来,地球上的住房一直是世界许多地方的规范,因此在大多数地方,这种想法背后蕴藏着丰富的文化历史。

能让您温暖和凉爽星球的房屋 土壤砖经过稳定处理,使其更加耐用,并且不需要像传统砖和水泥一样在极高的温度下进行加热。 海利伯里青年信托, 作者提供

那我们来谈谈暖气

砖头和灰浆仅仅是开始。 供暖和能源使用是住房中碳排放的长期来源,它占 英国总排放量的18%。 如果设计不当,即使使用可持续材料制成的房屋也会泄漏热量并消耗大量电能。

南澳大利亚大学研究员Stephen Berry, 认为 我们的祖先知道如何设计可以调节温度而无需能源和气候的房屋。

能让您温暖和凉爽星球的房屋 在第一台电冰箱问世之前的大约2,300年,波斯人设计了冷藏装置,即使在炎热的沙漠夏天,也可以全年无休使用冰块。 Flickr /戴夫海伯里

通过实现捕获冷空气并保持房间通风的设计功能,伊朗建筑师在零碳家庭设计方面处于世界领先地位-一千年前,人们开始考虑其家庭能源使用产生的排放。

能让您温暖和凉爽星球的房屋 风塔使伊朗建筑师能够在空调发明之前将内部温度降低几千年。 Flickr / nomenklatura

低碳建筑的现代专家已经制定了一项标准,致力于确保所有新住宅产生的能量与消耗的能量一样多。 有 这些“ Passivhaus”认证的建筑物中有400,000万个 巴斯大学低碳设计教授戴维·科利(David Coley)称,在整个欧洲,住在零能耗的房屋就像买一辆装有免费汽油的汽车。

那么,Passivhaus的房屋怎么会有供暖账单呢? 英国平均水平的十分之一?

  • 气密和烤面包 – Passivhaus房屋的隔热层比其他房屋要厚得多,其三层玻璃窗可以捕获温暖的空气和机械通风, 回收和循环废热.

  • 自供电 –通过在屋顶上安装太阳能电池板,Passivhaus的房屋可以产生部分能源。

  • 严谨可靠 – Passivhaus方案需要进行能源建模,以确定房屋是否真正产生与消耗的能量一样多的能量。 还必须严格向第三方报告是否已提供并安装了正确的绝缘和其他功能。

能让您温暖和凉爽星球的房屋 与传统建筑(左)相比,Passivhaus的房屋(右)散发的热量更少。 Passivhaus研究所/维基百科, 创用CC BY-SA

脱碳在家中开始

装修你的家

如果您生活在出生前就建造的潮湿通风的房屋中,那么您可能会羡慕居住在零能耗新建筑中的任何人。 当您支付更高的取暖费用时,由于隔热不良的墙壁和窗户,许多宝贵的热量可能会流失。

最近的一项研究 研究发现,漏水的房屋是整个欧洲(尤其是英国)的普遍问题,在冬季,英国平均每五小时从房屋中损失3°C。 德蒙福特大学(De Montfort University)住房与社会融合教授乔·理查森(Jo Richardson) 介绍 如何用隔热的墙壁和窗户改造现有房屋,如何使房屋更加节能,并降低取暖费用。

重新考虑您的燃气系统

但是,如果房屋仍然依靠燃烧天然气来加热热水器,那么碳排放的来源仍然存在。 在英国,有超过23万家庭拥有供暖和炊事用的天然气供应,其能源负担相当于 是该国年用电量的两倍以上 并产生 每年约60万吨的二氧化碳排放量.

减少燃气加热的一种方法是将燃料交换为零碳,例如氢气。 另一个是用电器转换燃气锅炉和烤箱。 诺丁汉大学动力学教授Seamus Garvey表示,用电热泵代替锅炉将是最节能的:

可以使用便宜的电阻元件将电直接转换为热量,效率达到100%-风扇加热器和充油散热器中的零件相同。 这样,气体加热当前提供的每太瓦小时(TWh)可以完全由一个TWh电加热代替。

热泵利用电力从附近的河流或溪流,地面或空气中提取输入的热量。 这就是所谓的“冷源”。 提取热量的过程与冰箱从食物中去除热量的过程类似。 Garvey解释说,使用热泵为家庭提供方便的冷源可能会为旧的天然气供热网络带来不太可能的零碳未来。

燃气网络将向家中的热泵提供热量,而不是向家中输送天然气,而…房屋可以吸收水,从水中提取热量,从而形成冰浆并将其倾倒到下水道中。会再次融化……一些水……可能是房屋本身的“灰水”,即淋浴,浴缸,洗碗机和洗衣机的流出物。

能让您温暖和凉爽星球的房屋 在温带国家,冬季的水通常很多,可能是有用的热源。 Majivecka /快门

回收雨水以帮助运行电加热是减少家庭能源消耗的一种(特别是创造性的)方式,但是如果电力来自燃烧化石燃料,这并不重要。

生产自己的可再生能源

在过去的二十年中,电网已发生变化,以适应“生产者”,即生产和消耗自己的可再生电力的房屋,通常使用屋顶太阳能电池板或其他“微型发电”资源,例如小型风力发电机。

邻居之间已经形成了能源合作社,房屋可以在彼此之间产生,存储和交易能源。 “一所房屋可以从邻居的太阳能电池板或社区风力涡轮机中购买过量的可再生能源发电,” Merlinda Andoni说是Herriot-Watt大学智能能源系统的研究助理。

自己的能源生产(与您的社区)

新南威尔士大学和悉尼科技大学的能源专家Iain MacGill和Franziska Mey表示,社区对能源生产的所有权已被证明是增加可再生能源发电的成功典范。

德国到达 32年可再生电力占2015% 到40年的目标是45%到2025%,并且有一些 850家能源合作社。 几乎 装机容量的一半 由家庭,社区和农民所有。

能让您温暖和凉爽星球的房屋 维也纳郊区的屋顶上点缀着太阳能电池板。 Trabantos /快门

否认国家对可再生能源的垄断可能会赢得支持者,这些支持者通常对政府为限制气候变化所做的努力持怀疑态度。 萨拉·米尔斯(Sarah Mills)是密歇根大学国家能源与环境调查的项目经理。 她的研究 发现爱荷华州,堪萨斯州和俄克拉荷马州(所有州均在2016年投票支持唐纳德·特朗普)在可再生能源发电方面领先美国,其中每个州产生的电力中有30%以上来自风力涡轮机和其他可再生资源。 邻近的三个大平原州,内布拉斯加州,南达科他州和北达科他州(全都是共和党)也位列前十名。 正如米尔斯所解释的:

这些州的许多社区都将可再生能源视为一种经济机会……这意味着像风能和太阳能这样的保守派。 他们只是不想让政府告诉他们必须使用可再生能源。

随着时间的流逝,您可能会成为“公民”能源行业的一部分

利兹大学能源经济与政策研究人员斯蒂芬·霍尔(Stephen Hall)称,在当地政府的支持下,个体家庭发电并在社区之间分配能源–未来,这个“民间”能源部门可能成为能源生产的主导模式。 。 Hall说,如果“(不)向政府和大型能源公司转移向低碳社会的转移”,能源系统将是什么样子,让房屋带路可能会带来重大好处:

  • 智慧电网 –如果来自多个来源的发电会破坏集中的垄断,那么将需要更少的大型发电厂。 智能配电系统可以通过例如将空房子里的太阳能电池板产生的电能提供给附近的繁忙学校和办公室来有效地调节这种供应。

  • 使用时付款,不用多少 –能源公司目前根据消费者使用的能源量来确定其关税。 该系统意味着帮助人们减少需求或提高能效不符合能源生产者的利益。 相反,更智能的分散式系统可以根据客户使用能源的时间向他们收费。

  • 本地思考 –地方政府的能源公司可以向居民收取“拥有温暖的家”或“热水”等服务的费用。 这将鼓励当局尽可能便宜地保持房屋的温暖和良好的照明,从而提高能源效率。

彻底检修房屋

无论在应对气候变化方面的集体抱负如何,在未来几年中,住房将不得不在许多地方发生巨大变化,以帮助人们抵御外部世界。 在英国,目前有1.8万人居住在 充满水灾的危险 –和他们 洪水风险可能增加 随着气候变暖。 根据雷丁大学水文学教授汉娜·克洛克(Hannah Cloke)的说法,我们可能需要考虑:

来自世界各地的洪水泛滥的激进做法……例如设计成在洪水到来时会漂浮的房屋,随着水的上升而高跷上升的房屋……可以做出的戏剧性改动较少。 内部加固,可机械密封的防洪门...防水混凝土和石板地板。 电源插座可以升高,单向阀可以是 安装在厕所上以防止洪水淹没房屋.

正如克洛克(Clocke)解释的那样,英国有这么多人生活在洪泛区这一事实提醒我们,我们对气候变化将带来的剧变没有多大准备。 由于古老的确定性突然消失,房屋(避难所和安全场所)可能正好相反。

曼彻斯特大学国际政治学教授马修·帕特森(Matthew Paterson)并没有退缩到设有太阳能电池板和防洪门的掩体中, 亮点 现代住房政策的根源引起了集体的回应。

[在美国]第二次世界大战期间和之后[发生]的温室气体排放量的“大幅度加速”……是由于消费量的增加而维持的-最直接的是因为大众汽车拥有量的转变和“锁定”的城市扩张化石能源的大量使用,不仅在运输方面,而且在住房方面。

能让您温暖和凉爽星球的房屋 密密麻麻的密林里布满了汽车-住房政策倾向于“锁定”高消费,高排放的生活方式。 John Wollwerth / Shutterstock

曼彻斯特大学城市规划专家理查德·金斯顿(Richard Kingston)和兰斯福德·阿彻蓬(Ransford Acheampong),如果住房政策通过鼓励人们居住在人口稠密的郊区并驾车至少有一辆汽车来培养高能量的生活方式, 相信 可以对其进行重新设计,以鼓励对人类和地球更健康的生活方式:

我们需要建造高密度,多用途的开发项目,并提供可负担的住房和出色的绿色空间……在步行距离内提供基本服务,为人们创造安全的步行空间,并提供使用清洁能源的公共交通。

关于作者

环境与能源调试编辑杰克·马利(Jack Marley), 谈话

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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