Il Lever nascosto: Come Urbanistica forme costruzione energia uso e sostenibilità

Per decenni, gli sforzi per ridurre il consumo energetico degli edifici si sono concentrati sul miglioramento dei singoli componenti: un migliore isolamento, sistemi HVAC ad alta efficienza, illuminazione a LED e termostati intelligenti. Queste misure sono importanti, ma si rivolgono solo alla metà dell'equazione. Un edificio non esiste in isolamento. Si trova all'interno di una rete di strade, circondate da altre strutture, con un orientamento specifico, l'accesso al transito e una relazione con il paesaggio circostante.

Comprendere la pianificazione urbana e il suo ruolo nell'energia

La pianificazione urbana è la pratica professionale di guidare lo sviluppo di città, città e comunità. Si tratta di progettare modelli di uso del terreno, reti di trasporto, sistemi infrastrutturali e spazi pubblici per creare ambienti funzionali, equitable e sostenibili. Mentre l'efficienza energetica non è sempre l'obiettivo più visibile di pianificazione, ogni decisione di pianificazione porta conseguenze energetiche.

Storicamente, la pianificazione nell'era post-guerra II ha sottolineato la separazione degli usi, la bassa densità di germoglio e la dipendenza dell'automobile. Questo modello, pur fornendo privacy e spazio, ha creato lunghi pendolari, grandi infrastrutture impronte, e gli edifici che erano spesso scarsamente sited rispetto alle condizioni climatiche. La crisi energetica degli anni '70 ha cominciato a cambiare il pensiero, e oggi, un crescente corpo di ricerca e pratica dimostra che l'esposizione compatta, mista, riduce il consumo diretto, il transito-capita-

Fattori chiave di forma urbana che forma la domanda di energia da costruzione

Densità edilizia e tipologia

In basso densità di sviluppo suburbano, case singole separate sono esposti su tutti i lati dell'ambiente esterno, con conseguente maggiore riscaldamento e raffreddamento carichi per piede quadrato. In contrasto, i tipi di alloggiamento collegati come case di contabilità, duplex e edifici di appartamenti condividono pareti comuni, che riduce la perdita di calore in inverno e aumento di calore in estate.

Street Orientation e Canyon Geometry

L'orientamento delle strade e la geometria del canyon urbano formato da edifici su entrambi i lati hanno un impatto diretto sull'accesso solare e sui modelli di vento. Nei climi freddi, le strade che corrono est-ovest permettono più radiazione solare per raggiungere facciate di costruzione in inverno, riducendo la domanda di riscaldamento.

Uso del terreno Miscela e Proximità

Lo sviluppo misto di uso, dove gli usi residenziali, commerciali e ricreativi si trovano a pochi passi, riduce i viaggi di veicoli e il consumo di energia associato. Ma i benefici energetici si estendono oltre i trasporti. Quando le persone vivono vicino al lavoro, negozi e servizi, sono più probabilità di trascorrere il tempo nei loro quartieri, sostenendo le imprese locali e riducendo la necessità di grandi, centri commerciali di vendita al dettaglio di energia.

Infrastrutture verdi e Albedo di superficie

I materiali e la vegetazione che coprono il terreno in una città hanno un effetto misurabile sull'utilizzo dell'energia da costruzione. Le superfici scure come i parcheggi asfaltati e i tetti scuri assorbiscono la radiazione solare e la ri-radiano come calore, aumentando le temperature ambientali in un fenomeno noto come effetto isola di calore urbano.

L'effetto dell'isola di calore urbano e le sue conseguenze energetiche

L'effetto dell'isola di calore urbano (UHI) è un fenomeno ben documentato in cui le aree urbane sono significativamente più calde rispetto al loro ambiente rurale. Le cause principali includono la sostituzione di superfici vegetate con materiali scuri e impervi; il calore dei rifiuti da edifici, veicoli e processi industriali; e la geometria dei canyon urbani che intrappolano il calore. L'effetto UHI può aumentare le temperature della città da 1 a 7 gradi Celsius, con le maggiori differenze di prezzo di picco di estate chiaro e di aumento.

La pianificazione urbana può affrontare l'effetto UHI attraverso una combinazione di strategie. Aumentare l'albedo (riflessibilità) di tetti e pavimentazioni riduce la quantità di energia solare assorbita dal tessuto urbano. I tetti freddi, che sono verniciati bianchi o rivestiti di materiali riflettenti, possono ridurre le temperature superficiali del tetto fino a 30 gradi Celsius, abbassando l'uso di energia di raffreddamento nei piani superiori di edifici del 10-15 per cento.

Integrazione e costruzione di energia

I parcheggi, i parcheggi più bassi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi, i parcheggi

Lo sviluppo Transit-oriented (TOD) è una strategia chiave per integrare il trasporto e l'uso del suolo. TOD concentra lo sviluppo denso e misto entro un raggio di mezzo miglia di stazioni di transito, creando quartieri accessibili che riducono la dipendenza dell'automobile. Gli edifici nelle zone TOD tendono ad essere più efficiente dell'energia, perché sono spesso più recenti, costruiti per standard più elevati, e beneficiano della densità che permette per i sistemi di energia distrettuale.

Strumenti e strategie per la pianificazione urbana intelligente

Codici di Zoning e Codici basati su moduli

I codici a base di moduli offrono un'alternativa concentrandosi sulla forma fisica di edifici e spazi pubblici piuttosto che sull'uso. Regolano il posizionamento di edifici, altezza, massing e design di facciata per creare quartieri accessibili e a basso consumo energetico. Ad esempio, un codice basato sulla forma potrebbe richiedere l'orientamento di edifici verso la strada con porte e porte di passaggio.

Codici edili verdi e standard di performance

I codici energetici della costruzione stabiliscono standard minimi per l'isolamento, le finestre, i sistemi HVAC e l'illuminazione. Mentre questi codici si applicano a livello di edificio individuale, la pianificazione urbana può amplificare il loro impatto attraverso politiche di area-wide. Ad esempio, una città può adottare un codice di stretch che richiede una nuova costruzione per superare il codice energetico statale da una certa percentuale.

Bonus di Density e programmi di Incentivazione

I bonus di densità permettono agli sviluppatori di costruire più superficie o più unità rispetto ai permessi di zoning base in cambio di fornire benefici pubblici, come alloggi a prezzi accessibili, spazio aperto pubblico o caratteristiche di costruzione verde. I progettisti possono strutturare bonus di densità per incentivare l'efficienza energetica, l'energia rinnovabile, o il design sostenibile.

Sistemi di energia e di distribuzione

I sistemi di energia distrettuale riscaldano e raffreddano più edifici da un impianto centrale, con un'efficienza del 30 al 50 per cento rispetto ai singoli sistemi di costruzione. Questi sistemi possono utilizzare calore e potenza combinati (CHP), geotermia, solare termico o calore di rifiuti dai processi industriali. La pianificazione urbana è essenziale per i costi distrettuali perché il sistema richiede una densità sufficiente di clienti e un layout coordinato di tubi e infrastrutture.

Esempi e prove reali nel mondo

Curitiba, Brasile

Negli anni '70 la città ha implementato un sistema di trasporto rapido (BRT) lungo corridoi dedicati, con sviluppo ad alta densità concentrato lungo quei corridoi. Il codice di pianificazione ha permesso edifici più alti e densità più elevate solo su blocchi adiacenti alla densità BRT, creando una città lineare dove la maggior parte dei residenti vivono a pochi passi di transito ad alta frequenza. Il risultato è che Curitiba utilizza meno il 30 per cento di energia sostenibile.

Friburgo, Germania

Friburgo è noto per il suo impegno nella sostenibilità, in particolare nel distretto di Vauban. Costruito su una ex base militare, Vauban è un quartiere di produzione di auto dove la maggior parte delle strade sono pedonali e bicicletta-friendly, e il parcheggio è limitato alla periferia. Gli edifici sono costruiti per elevati standard energetici, tra cui il design passivo solare, l'alto isolamento e pannelli solari. Il distretto è servito da un'unità di calore e di energia alimentata da chip di produzione di legno, e molti edifici.

Portland, Oregon

Portland è stata leader nella pianificazione urbana sostenibile negli Stati Uniti. La legge statale del 1973 che richiede confini di crescita urbana (UGB) ha limitato lo sviluppo e la densità incoraggiata all'interno della città. Il piano globale di Portland privilegia lo sviluppo compatto, gli investimenti di transito e le infrastrutture verdi. La città ha adottato un piano d'azione climatica con obiettivi per ridurre l'uso energetico ed ha implementato politiche come il Portland Clean Energy Fund, che fornisce sovvenzioni per l'efficienza energetica e l'area disvilutta.

Barriera per l'attuazione

I progetti di sviluppo dell'energia sono spesso oggetto di un'organizzazione disinvoltura e di un'infrastruttura di risparmio, mentre i costi di sviluppo dell'energia sono spesso superati e i costi di sviluppo del sistema sono spesso invariati.

Il percorso in avanti: pianificazione integrata per un futuro a basso contenuto di carbonio

La progettazione urbana è un fattore determinante per l'utilizzo dell'energia ed è la sostenibilità. Lo sviluppo compatto, misto, orientato al transito, combinato con infrastrutture verdi e standard di costruzione ad alte prestazioni, può ridurre il consumo energetico del 30-50 per cento rispetto ai modelli convenzionali. Questi risparmi non sono teorici; sono stati dimostrati nelle città di tutto il mondo. La sfida è quella di valorizzare questi approcci e integrarli nella pratica di pianificazione mainstream.

In primo luogo, i progettisti dovrebbero adottare piani completi che affrontano esplicitamente l'uso di energia e fissano obiettivi misurabili per ridurre il consumo energetico ed emissioni di gas serra. In secondo luogo, i codici di zoning e le normative di sviluppo dovrebbero essere riformati per rimuovere le barriere alla densità, agli usi misti e all'edilizia verde, e per incentivare il design di catacli di energia.

La pianificazione urbana non riguarda solo l'uso del terreno; si tratta di modellare i sistemi che definiscono come viviamo, muoviamo e consumiamo le risorse. Trattando l'uso dell'energia da costruzione come una preoccupazione fondamentale della pianificazione piuttosto che un ripensamento, le città possono creare ambienti comodi, convenienti e sostenibili. Le decisioni prese oggi sulla larghezza della strada, l'altezza dell'edificio, le vie di passaggio si bloccano nei modelli di consumo di energia per decenni.

Per saperne di più sulle strategie di mitigazione dell'isola di calore urbano, visitare il Programma di riduzione dell'isola di calore dell'EPA]. Per indicazioni sui codici edili verdi e sugli standard, il Programma di riduzione dell'isola di calore U.S. Dipartimento di energia Codici energetici per l'edilizia fornisce risorse e supporto tecnico.