शहरी वातावरण में शून्य ऊर्जा वाणिज्यिक कार्यालय भवनों के लिए डिजाइनिंग

क्यों शहरी कार्यालय पर्यावरण में शून्य ऊर्जा मामले

शहरी व्यावसायिक कार्यालय भवन वैश्विक ऊर्जा खपत और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के महत्वपूर्ण हिस्से के लिए खाते हैं। चूंकि शहर विस्तार और जलवायु लक्ष्य कसते हैं, शून्य ऊर्जा इमारतों को डिजाइन करना (ZEBs) सिर्फ एक पर्यावरणीय अनिवार्य नहीं बल्कि वित्तीय और नियामक एक बन जाता है। एक शून्य ऊर्जा कार्यालय भवन जितना ऊर्जा पैदा करता है क्योंकि यह एक साल से अधिक का उपभोग करता है, आम तौर पर साइट पर अक्षय पीढ़ी और चरम दक्षता उपायों के माध्यम से। घने शहरी सेटिंग्स में, जहां भूमि दुर्लभ है और उपयोगिता ग्रिड तनाव में हैं, इस संतुलन को प्राप्त करने के लिए रचनात्मक वास्तुशिल्प और इंजीनियरिंग समाधान की मांग होती है। परे कार्बन कमी, ZEBs कम परिचालन लागत, बेहतर ऑक्यूपेंट आराम प्रदान करते हैं, और बढ़ती ऊर्जा कीमतों के खिलाफ लचीलापन प्रदान करते हैं।

शहरी शून्य ऊर्जा डिजाइन के आधार सिद्धांतों

शहर के संदर्भ में शून्य ऊर्जा डिजाइन तीन अंतर-संबंधित रणनीतियों पर निर्भर करता है: निष्क्रिय उपायों के माध्यम से ऊर्जा की मांग को कम करना, शेष भार को ऑन-साइट रिन्यूएबल्स के साथ बैठक करना और स्मार्ट नियंत्रण के साथ परिचालन प्रदर्शन को अनुकूलित करना। प्रत्येक रणनीति को एक अंतर्निहित वातावरण के बाधाओं के अनुकूल होना चाहिए।

निष्क्रिय डिजाइन रक्षा की पहली लाइन के रूप में

किसी भी अक्षय प्रणाली को जोड़ने से पहले, इमारत को अपनी ऊर्जा भूख को कम करना चाहिए। शहरी कार्यालयों में, यह इमारत अभिविन्यास, चमक अनुपात और थर्मल द्रव्यमान के साथ शुरू होता है। दक्षिण-फेसिंग facades (उत्तरी गोलार्ध में) सर्दियों के सूरज को पकड़ सकते हैं जबकि शेडिंग डिवाइस गर्मी को अवरुद्ध करते हैं। कम-e कोटिंग के साथ उच्च प्रदर्शन ट्रिपल ग्लेज़िंग गर्मी हस्तांतरण को कम कर देता है। प्राकृतिक वेंटिलेशन रणनीतियों, जैसे स्टैक इफेक्ट या पवन संचालित क्रॉस-वेंटिलेशन, यांत्रिक शीतलन भार को काफी काट सकता है। उदाहरण के लिए, Edge in एम्स्टर्डम] निष्क्रिय वायु प्रवाह में गहरी गति का उपयोग करता है।

सुपर-इन्सुलेट बिल्डिंग लिफाफा

शहरी टावरों में, लिफाफे को गर्मियों में सर्दियों और सौर लाभ में गर्मी के नुकसान से मुकाबला करना चाहिए। सतत इन्सुलेशन, थर्मल ब्रेक फ़्रेमिंग, और एयर-सीलिंग विवरण महत्वपूर्ण हैं। ग्रीन छत और लिविंग वॉल शहरी ताप द्वीप प्रभाव को कम करते समय इन्सुलेशन जोड़ते हैं। लिफाफे भी डेलाइटिंग को प्रभावित करती है: गतिशील ग्लेज़िंग या इलेक्ट्रोक्रोमिक विंडो स्वचालित रूप से चमक और शीतलन भार को कम करने के लिए टिंट कर सकती हैं। Bullitt सेंटर सिएटल में मोटी इन्सुलेशन और ट्रिपल पेन खिड़कियों का उपयोग करके R-40 लिफाफाफा हासिल करता है, भले ही यह एक तंग शहरी बहुत पर बैठता है।

शहरी क्षेत्रों में अक्षय ऊर्जा एकीकरण

आसन्न टावरों से सीमित छत क्षेत्र और छायांकन फोटोवोल्टिक्स (PV) को चुनौती देते हैं। हालांकि, इमारत में एकीकृत फोटोवोल्टिक्स (BIPV) जैसे नवाचारों के सामने, ऊर्ध्वाधर सौर लौवर और सामुदायिक सौर सदस्यता इन सीमाओं को दूर कर सकती है। साइट पर पवन टरबाइन शायद ही कभी उन शहरों में व्यवहार्य हैं, जो अशांति और शोर के कारण होते हैं, लेकिन छोटे पैमाने पर ऊर्ध्वाधर अक्ष टरबाइन उच्च वृद्धि वाले पैरापेट्स पर काम कर सकते हैं। जियोथर्मल ताप पंप, इमारत या पार्किंग संरचना के तहत बोरहोल सरणी का उपयोग करते हुए, छत के बिना अत्यधिक कुशल हीटिंग और ठंडा प्रदान करते हैं। उदाहरण के लिए, [FLT: 0] पावर Kjr]

ऊर्जा भंडारण और ग्रिड इंटरेक्शन

शहरी ZEB अक्सर बैकअप के लिए ग्रिड से जुड़ते हैं, लेकिन बैटरी भंडारण उन्हें शाम के चरम भार में सौर उत्पादन को स्थानांतरित करने की अनुमति देता है। स्मार्ट इनवर्टर और मांग प्रतिक्रिया नियंत्रण इमारत को अतिरिक्त ऊर्जा बेचने या ग्रिड तनाव के दौरान ड्रॉ को कम करने में सक्षम बनाता है। घने जिलों में, माइक्रोग्रिड कई शून्य ऊर्जा इमारतों, साझा करने वाली पीढ़ी और भंडारण संसाधनों को जोड़ सकते हैं।

अनुकूलन प्रदर्शन के लिए स्मार्ट बिल्डिंग टेक्नोलॉजीज

शून्य ऊर्जा संचालन के लिए एक बिल्डिंग मैनेजमेंट सिस्टम (BMS) की आवश्यकता होती है जो सीखता है और अनुकूलित करता है। अधिभोग सेंसर, CO2 निगरानी, और भविष्य में भविष्य में अल्गोरिथम वास्तविक समय में लाइटिंग, HVAC और शेडिंग को समायोजित करते हैं। उदाहरण के लिए, एज डेस्क उपयोग से ऊर्जा खपत तक सब कुछ ट्रैक करने के लिए 28,000 सेंसर का उपयोग करता है, अपशिष्ट काटने। आईओटी-सक्षम प्लग लोड स्वचालित रूप से अप्रयुक्त उपकरण को शक्ति प्रदान कर सकता है। ऐसी प्रणाली भी निरंतर कमीशनिंग के लिए डेटा प्रदान करती है, जिससे इमारत लक्ष्य पर रहती है।

इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग और ऑन-साइट एनर्जी जनरेशन

शहरी कार्यालयों में तेजी से ईवी चार्जिंग स्टेशन शामिल हैं, जो एक प्रमुख भार बन जाते हैं। एक शून्य ऊर्जा कार्यालय को डिजाइन करने के लिए पीवी को ओवरसाइज़ करके या द्विदिशात्मक चार्जर को एकीकृत करके इसका जवाब देना चाहिए जो कार बैटरी को स्टोरेज के रूप में उपयोग करते हैं। सैन फ्रांसिस्को के zero नेट ऊर्जा retrofits [ यह दर्शाता है कि मौजूदा इमारतों को ईवी चार्जिंग मांग को ऑफसेट करने के लिए पीवी और बैटरी सिस्टम कैसे जोड़ सकते हैं।

शहरी शून्य ऊर्जा उत्कृष्टता में केस स्टडीज

एज, एम्स्टर्डम

अक्सर दुनिया के सबसे हरे-भरे कार्यालय को बुलाया जाता है, एज BREEAM बकाया और निकट-zero ऊर्जा स्थिति को प्राप्त करता है। इसका दक्षिण-facing मुखौटा 1,000 वर्ग मीटर सौर पैनलों से ढका हुआ है, और उत्तर मुखौटे दिन के प्रकाश में लाने के लिए पारदर्शी पैनलों का उपयोग करता है। एक संयुक्त गर्मी और शक्ति (CHP) संयंत्र (बाद में पीवी उन्नयन द्वारा प्रतिस्थापित) और एक्वाफ़र थर्मल स्टोरेज इसकी शेष गर्मी और शीतलन आवश्यकताओं को पूरा करता है। इमारत अक्षय क्रेडिट के लिए लेखांकन करते समय इसके उपभोग की तुलना में अधिक ऊर्जा पैदा करती है।

ओशिया होटल डाउनटाउन, सिंगापुर

उष्णकटिबंधीय सिंगापुर में यह उच्च वृद्धि वाला कार्यालय और होटल टॉवर एक "लिविंग मुखौटा" का उपयोग करता है जो क्रीपर्स की 21 प्रजातियों का उपयोग करता है जो इमारत को छाया देता है और सूक्ष्म जलवायु को ठंडा करता है। कई स्तरों पर स्काई गार्डन प्राकृतिक वेंटिलेशन को बढ़ावा देते हैं और फर्श क्षेत्र में वृद्धि के बिना आउटडोर सुविधाओं की जगह प्रदान करते हैं। इमारत की ऊर्जा उपयोग तीव्रता एक विशिष्ट सिंगापुर कार्यालय टावर की तुलना में 30% कम है।

Unisphere, मैरीलैंड

एक उपनगरीय शहरी क्लस्टर में इस 130,000 वर्ग फुट कार्यालय भवन ने भू-तापीय क्षेत्र, छत के शीर्ष पीवी (ऊर्जा उपयोग का 70%) और एक अत्यधिक कुशल लिफाफा को जोड़कर शुद्ध-शून्य ऊर्जा प्रमाणन हासिल किया।

आने वाली विशिष्ट शहरी चुनौतियां

शेडिंग और सोलर एक्सेस

घने शहर में, आसन्न टावर्स सौर क्षमता को 20-40% तक कम कर सकते हैं। डिजाइनरों को डिजाइन प्रक्रिया में जल्दी सौर पहुंच अध्ययन का उपयोग करना चाहिए। समाधानों में दक्षिण-facing छत के शीर्ष क्षेत्रों को प्राथमिकता दी जाती है, जो पूर्व और पश्चिम के सामने बीआईपीवी का उपयोग करते हैं, या घाटे को कवर करने के लिए ऑफ-साइट रिन्यूएबल्स के लिए बिजली खरीद समझौतों (पीपीए) में प्रवेश करते हैं।

Zoning and नियामक Hurdles

कई शहरों में अभी भी कोड पुराना है जो लिफाफे प्रदर्शन को सीमित करते हैं या पार्किंग की आवश्यकता होती है। वैंकूवर और न्यूयॉर्क जैसे प्रगतिशील क्षेत्र ने नए निर्माण के लिए शून्य ऊर्जा निर्माण कोड को अपनाया है। नियोजन अधिकारियों और हरे रंग की इमारत परिषदों के साथ प्रारंभिक सहयोग अनुमोदन को सुव्यवस्थित कर सकते हैं और प्रोत्साहन की पहचान कर सकते हैं।

प्रथम लागत और जीवनचक्र अर्थशास्त्र

शून्य ऊर्जा इमारतों में आम तौर पर 5-15% उच्च प्रारंभिक लागत होती है, जो कि बढ़ाए गए लिफाफे और नवीनीकरण के कारण होती है। हालांकि, जीवन चक्र लागत विश्लेषण कम उपयोगिता बिलों, उच्च किरायाों और बढ़ी हुई संपत्ति मूल्यों से शुद्ध बचत दिखाता है। ग्रीन फाइनेंसिंग, कर क्रेडिट्स और कार्बन मूल्य निर्धारण (जैसे न्यूयॉर्क के स्थानीय कानून 97) हर साल कारोबार का मामला मजबूत बनाते हैं।

भविष्य आउटलुक: सड़क से शून्य कार्बन

अगले फ्रंटियर शून्य कार्बन है, जो सामग्री और निर्माण से कार्बन को जोड़ती है। शहरी शून्य ऊर्जा कार्यालय तेजी से बड़े पैमाने पर लकड़ी या पुनर्नवीनीकरण स्टील जैसे कम कार्बन सामग्री का उपयोग करेंगे। सभी प्रणालियों (हीटिंग, कूलिंग, कुकिंग) का विद्युतीकरण आवश्यक होगा, साथ ही ग्रिड से 100% अक्षय बिजली को सोर्स करना। पारदर्शी सौर खिड़कियों और ऊर्ध्वाधर पवन टरबाइन जैसी तकनीकें आगे बढ़ रही हैं। 2030 तक, कई शहर सभी नए व्यावसायिक निर्माण के लिए निकट-zero ऊर्जा को जनादेश देने की योजना बना रहे हैं, जिससे पूरे उद्योग के लिए इन शुरुआती अपनाने वालों से सबक आवश्यक हो गया है।

शहरी क्षेत्रों में शून्य ऊर्जा वाणिज्यिक कार्यालय भवनों की ओर धक्का सिर्फ एक प्रवृत्ति नहीं है - यह एक आवश्यक परिवर्तन है। एकीकृत डिजाइन, अभिनव प्रौद्योगिकी और प्रदर्शन के प्रति प्रतिबद्धता के साथ, शहर उन कार्यक्षेत्रों को बनाने में रास्ता पैदा कर सकते हैं जो उत्पादक और पुनर्योजी दोनों हैं।