Su-Energy Nexus Strategies'in Imperative of Water-Energy Nexus Strategies in Sustainable Building Design

Küresel kentselleşme hızlanıyor ve doğal kaynaklar giderek daha da gerginleşiyor, bina sektörü, su ve enerjinin derinden birbirine bağlı olduğunu kabul etmek için son derece büyük bir baskı altında.Bu konsept, su verimliliği ve enerji verimliliği, sık sık sık sık enerji tasarrufuna maruz kalıyordu. Ancak enerji üretmek (özellikle de termoelektrik ve hidroelektrik) için kritik bir çerçevede ortaya çıkıyor.Bu ilişki daha sıcak su tasarrufu sağlar.

Bina tasarımında su enerji nexus stratejileri sadece çevresel bir husus değildir; bu, sadece verimli değil, gelecekteki iklim ve tedarik belirsizlikleri için de daha iyi hazırlanmış bir yoldur (örneğin, BREEAM veya WELL).

Su-Enerji Nexus'u Derinleştirmek

Su-enerji nexus, su kaynakları ve enerji sistemleri arasında iki yönlü bağımlılığı açıklar. Bir bina için, her damla su gömülü bir enerji maliyeti vardır - sudaki "enerji yoğunluğu" olarak adlandırılır. Bu, enerjinin çıkarılması, dağıtması ve ısıtılması, dağıtması ve ısıtılması gereken ısı ve enerji sistemleri için gerekli olan ısı ve enerji miktarına bağlı olarak, su tasarrufu sağlar.

Birçok ticari ve konut binalarında, suya bağlı olan en büyük enerji kullanımı, tipik bir ofis binasında, ısıtma suyu, toplam enerji tüketiminin% 10-20'sini hesaplayabilir. Çok fazla aile veya misafirperverlik binalarında, bu oran önemli ölçüde daha yüksek olabilir. Benzer şekilde, büyük soğutma kuleleri ve soğuklar her iki su ve enerjiden büyük tüketiciler olabilir.

Fırsatın Ölçeği

ABD Enerji Bölümü'ne göre, binalarda, su ile ilgili enerji kullanımı, bir binanın toplam enerji ayak izinin yaklaşık% 4'ünü temsil edebilir (veya tüm ABD enerji tüketiminin yaklaşık% 13'ü son kullanım dahil) binalarda, su ile ilgili enerji kullanımı, toplam enerji ayak izinin% 15-30'unu azaltabilir.

Bina Tasarımda Su-Energy Nexus'u Uygulamak için Anahtar Stratejiler

1. Sonraki -Generation Water-Efficient Fixtures and Noodles

Düşük akışlı bataryalar, duşheads ve çift yönlü tuvaletler yeşil bina uygulamalarında standart haline geldi, nexus yaklaşımı daha derin bir dikkate alır.Mükemmel akış oranları ile fikstür seçmek önemlidir, ancak sadece başlangıç noktası için gerekli olan enerji miktarı azalır.Su ısıtıcıları (tanksız veya küçük) yakın ısıtılır. Örneğin, sıcak su akışını azaltır ve iki katına çıkar.

Ayrıca, WaterSense-labeled veya eşdeğer fikstürler, 0.65 gpm veya daha düşük (her iki su ve çamaşır makineleri gibi cihazlar için, Enerji Yıldızlı modeller sadece enerji tasarrufu değil, aynı zamanda bu su için de çok daha az su kullanıyor. Ticari mutfaklarda, pre-rinse sprey valfleri 0.65 gpm veya daha düşük (versus the tipik 1.6 gpm) her iki suyu ve doğal gaz veya elektrik tasarrufu sağlar.

2. Yenilenebilir Enerji Enterasyonu Su Sistemlerine Sahip Oldu

Yenilenebilir enerji üretimi yerinde –tipik olarak güneş fotovoltaiki (PV) paneller ve küçük rüzgar türbinleri - yüksek çözünürlükte, iyi tasarlanmış güneş enerjisi sistemi talepleri ile senkronize edildiğinde, örneğin, güneş termal koleksiyoncular, doğrudan iç kullanım için su ısıtma döngüleri için su ısıtmak için ısıtılabilir.

Benzer şekilde, PV panelleri, iyi su ekstraksiyonu, gri su geri dönüşüm sistemleri veya hatta küçük ölçekli ters osmosis birimlerinin su ile ilgili enerji yükleri ile işbirliği yaparak, binanın talep profili daha fazla uyumlu hale gelir, ızgara elektrik ve fosil yakıtlara bağımlılığı azaltır.Bu yaklaşım aynı zamanda bir ızgara kesintisi, güneş-plus-stopanj sistemleri için, kritik su dolaşımı ve ısıtma ekipmanı ile ısıtılabilir.

3. Gelişmiş Su Geri Dönüşümü ve Reuse Systems

Greywater geri dönüşüm - suları lavabolardan, duşlardan ve çamaşırsız kullanımlar için yıkanmış ve sulama gibi - kanıtlanmış bir yaklaşım. Ancak, nexus perspektifi, güneş destekli pompalarla tedavi etmek ve pompa suyu tedavi etmek için gerekli olan enerji, daha düşük su tasarrufuna karşı azaltılmalıdır.

Rainwater hasat başka bir çift fayda sunar: yakalanan yağmur suyu fırtına suyu runoff ve pompalanan projeler için ilişkili enerji azaltırken, aynı zamanda su arıtma sistemleri (toplama veya soğutma kulesi için kullanılabilir sular tedavi edilir) birçok yargıda, yağmur suyu hasat, binanın yerel altyapıya olan talebini azaltır, daha düşük fayda faturalarını ve bazen düzenleyici kredilerini sağlar.

4. Akıllı Bina Kontrolleri ve Gerçek Zaman İzleme

Su-enerji nexus dijital teknolojileri kullanarak optimize edilebilir. Her iki su ve elektrik için akıllı metre, bina yönetimi sistemleri ile birlikte (BMS), tesislerin yöneticilerinin su ve enerji tüketimi arasındaki gerçek zamanlı ilişkiyi görselleştirebilmelerine izin verebilir. Örneğin, kazan enerjide bir artış bir sızıntı veya verimsiz bir şekilde gösterebilir. Gelişmiş kontroller otomatik olarak su sıcaklıklarını ayarlayabilir ve pompa hızlarını yükseltebilir.

Predictive Analytics ayrıca sıcak su veya soğutma için zirve talep dönemlerini tahmin edebilir, binayı önceden soğutma veya ısıtıcı depolamaya izin verir, enerji daha ucuz ve daha temiz olduğunda doğrudan enerji tasarrufu sağlar ve bu yükü değiştirir.Bu yük, soğutma kuleleri veya soğutma zamanları sırasında kullanılan su tasarrufu sağlar. Ayrıca, otomatik sulama kontrol cihazları toprak sensörleri ve hava verileri ile hava kirliliği kontrol edilebilir, doğrudan su kullanımı için kullanılan enerjiyi azaltır ve bu suyu tedavi etmek için kullanılır.

5. Tümleşik Bina En Geliştirme ve Pasif Tasarım

Nexus tartışmalarında sık sık göz ardı edilirken, bina kabuğu hem su hem de enerji akışlarında kritik bir rol oynar. Çok fazla insöre edilmiş, havali bina, ısıtma ve soğutma yükünü azaltır, bu da enerji ihtiyacı olan enerjiyi bu sistemler için azaltır - ve su sık sık sık ısı reddedilmesi için gereklidir (örneğin, soğutma kuleleri Yeşil çatılar ve canlı duvarlar buharlı ısı pompası buharı buharlaştırma yoluyla ısınır, kentsel ısı ada etkisini azaltır ve soğutma enerjisini azaltırken ısınır.

Şampu cihazları, yansıtıcı kaplamalar (cool çatılar), ve yüksek performanslı glaning güneş ısısını azaltır, hava kirliliğine olan ihtiyacı azaltır ve böylece soğutma sistemlerinde kullanılan su.

Su-Energy Nexus Strategies'i bütünleştirmek için Faydaları

Bu stratejiler bütünsel olarak uygulandığında, faydaları basit kaynak korumanın ötesine uzatmaktadır. Sahipler ve yolcular zevk alırlar:

  • [FONT:0)Dedüklenen çevresel etki: [Döntilmiş enerji tüketiminden düşük sera gazı emisyonlarını azalttı, taze su geri çekilmesini azalttı ve nexus stratejileri entegre eden binalar genel su ile ilgili enerji kullanımında% 30-50 azaltılabilir.
  • [FONT:0]Cost tasarrufları: [Döntgen: [Dönetici:0] Düşük su ve enerji tüketiminden düşük ücretli faturalar, bir binanın yaşam döngüsü, verimli demiryolları, geri dönüşüm sistemleri ve akıllı kontroller genellikle 2-5 yıl geri ödeme süresine ulaşırken, devam eden operasyonel tasarruflar.
  • [FONT:0)Enhanced esneklik: [Dönetici: [Dönetici: 1) Yerinde su geri dönüşümü ve yenilenebilir enerji, tedarik kesintilerine karşı bir tampon sağlar, kuraklıklar veya acil durumlar sırasında önemli su ve enerji fonksiyonlarını koruyabilen binalar, kiracılar ve topluluklar tarafından giderek daha değerlidir.
  • [FONT:0) Geliştirilmiş sertifikasyon notları:[Dönetici:0] LEED v5 gibi programlar (tümleyici Süreç kredisi ile), WELL v2 ve Yaşam Yapı Challenge, su enerji nexus'u ele alan stratejileri açıkça ödüllendirebilir.
  • [FONT:0)Yönergesel uyumluluk ve gelecekteki koruyucu: Su kıtlığı ve karbon azaltımı görevleri sıkı sıkı sıkı, nexus stratejileri ile tasarlanmış binalar, retrofit ve cezalardan kaçınacaktır.

Uygulamada Zorluklar ve Çözümleri

Açık faydalara rağmen, su enerji verimliliği ile ilgili hesaplamaların çoğu zaman yatırımın gerektirdiği bazı zorluklara rağmen, gelişmiş fikstürler, geri dönüşüm sistemleri ve akıllı kontroller için ön maliyet primi. Ancak, yaşam döngüsü, su ve enerji hızlarının sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık yapılması gereken analizlere ihtiyaçtır. Başka bir meydan okuma, tasarımcılar, mimarlar ve enerji modelleme uzmanları, mimarlar ve enerji modelleme uzmanları tasarım sürecinde birlikte çalışmalıdır.

Düzenleme engelleri de kabul edilebilir. Bazı yetkiler henüz geliştirilmiş olan tesisat kodlarının gri suların yeniden kullanılmasına veya soğutma için alternatif su kaynaklarına izin vermesine izin vermemelidir. Tasarımcılar yerel sağlık ve bina kodlarına bakmalı, çoğu zaman mevcut uygulamaları veya pilot proje izinleri talep edebilir.Hedefleme sistemleri, kanıtlanmış sistemleri hedeflemeye devam edebilir.Son olarak, bakım karmaşıklığı endişelenebilir; su arıtma ekipmanlarını ve enerji performansını çalıştırmaya eğitilmiş personele ihtiyaç duyarlar.

Vaka Çalışmaları ve Gelişen Trendler

Seattle'da birçok dönüm noktası, dünyanın en yeşil ticari binasını sık sık sık sık sık su tasarrufu sağlayan, su tasarrufu sağlayan ve aynı zamanda su tasarrufu sağlayan bir güneş enerjisi ile bir araya getiren bir güneş ışığıyla birlikte, tüm enerji ihtiyaçlarını karşılayan güneş ışığıyla bir araya getiren bir güneş ışığıyla birlikte, su tasarrufu sağlayan ve su tasarrufu sağlayan radikal bir kalkışı olarak da adlandırılır.

Gelişen eğilimler, soğutma kuleleri arasında paylaşılan bölgelerin kullanımını içerir. Başka bir eğilim, değiştirilebilir havalimanları (VRF) [PCMs)[tr|VRF) [Dönemli ısı pompalarını içeren sistemler, yüksek soğutma yüklerini ve ilişkili su kullanımını azaltabilecek sistemler için. Dijital ikizler ve AI tabanlı optimizasyonlar, gerçek zamanlı olarak nexus performansını ayarlamak için de mümkün hale getirir.

Sonuç: Bağımsızlık için Tasarım

Su-enerji nexus sadece teorik bir konsept değildir - burada belirtilen stratejilerin - gelişmiş kontrollere ve pasif tasarıma geçiş yaparak - su ve enerjiye bağlı olarak, bina endüstrisi, her iki yaşam ve enerji taşıyıcısı olarak her iki yaşam ve enerjide yüksek oranda azaltımı elde edebilecekleri, uygulama için net bir yol haritası.

Bugün su enerji nexus'u kucaklayan mimarlar, mühendisler ve geliştiriciler sadece yüksek performanslı varlıklar sunmakla kalmaz, aynı zamanda gerçekten sürdürülebilir bir yerleşik çevreye geçişe yol açacaktır.For more reading, discover theDANI:0)U.S. EPA'nın SuSense programı).