高性能的建筑, 哪些建筑能够在提高居住者绩效和降低健康风险的同时实现净零碳能源使用, 能对居住者更好吗, 还有环境和经济.
宾州大学公园. -自从人类居住建筑以来，人们一直在努力改善它们. 十大网投平台信誉排行榜的研究人员也不例外. 十大网投平台信誉排行榜领导的大规模跨学科研究, 叫做全球建筑网络, 正在建造高性能建筑吗, 哪些建筑能够在提高居住者绩效和降低健康风险的同时实现净零碳能源使用. 这些建筑对居住者、环境和经济都更好.
能源
高性能建筑改善世界的一种方式是通过能源效率.
据汤姆·理查德说, 能源与环境研究所(IEE)所长，农业与生物工程教授, 建筑是一个可以大大提高能源效率的领域. 他说，以现有的技术和经济条件, 将建筑物的一次能源消耗减少至少80%是可能的.
“建筑行业是提高能效的最大机会之一,理查德说。.
“我们将有20亿对20亿.未来30年将有50亿人城市化,吉姆·弗莱豪特说, ieee教职员，建筑工程教授. “我们需要更精确地了解我们如何在建筑中使用能源，这样我们就可以减少能源的使用.”
根据Freihaut和Greg Pavlak的说法, 建筑工程助理教授，ieee教员, 答案是使用传感器和信息技术来管理建筑物的能源使用. 计算机可以通过编程来利用大量的数据, 包括建筑原理图, 天气预报和公用事业费用, 这样他们就能了解建筑运行的所有动态，并能尽可能主动有效地管理建筑的设备.
在海军造船厂增加传感器和可再生能源.
“我们将不得不在建筑物中安装更多的传感器和信息技术能力,弗赖豪特说. “现在，普通汽车上有100个传感器. 在5到10年内，它将有200个. 普通建筑的传感、数据传输和实时数据分析要少得多.”
建筑信封
根据Freihaut的说法，建筑物的外壳或外壳可能具有挑战性. 他说，正确设计围护结构的关键是了解和设计天气将如何影响建筑的性能, 这是, 能源的使用，以保持室内环境的质量. 制造一个没有漏风和最小热传导的建筑围护结构对于减少建筑运行中的能源使用至关重要.
“信封设计有很多不确定因素，”Freihaut说. “这种不确定性导致人们指定了超大的冷却和加热系统, 一般, 为了安全起见, 所以没有人会感到不舒服. 这导致设备在部分负荷条件下运行效率非常低.”
构建社区
哪里有更大的节能潜力是在建筑社区, 比如大学校园或商业园区. 弗莱豪特认为，建筑之间的相互沟通是未来能源效率的发展方向.
“这是关于每座建筑如何运作的知识交流, 以及每座建筑如何以及何时需要能源, 能否最大限度地减少所需的能源总量，以最大限度地提高社区建筑的室内环境质量,弗赖豪特说. “这将进一步减少运营这些建筑所需的能源供应量，并可能导致建筑社区在当地产生和利用他们所需的电能和热能, 避免大电网中可观的输配电损失.”
帕夫拉克指出，他最近的一些研究已经展示了智能控制商业建筑供暖的方式, 通风和空调系统可以帮助吸收太阳能电池板(光伏或PV)产生的电能的可变性。.
“这为电网和其他建筑带来了好处，因为这意味着我们可以在电网上安装和使用更多的光伏,帕夫拉克说. “在这些更公共的电网级目标和这些建筑级目标之间可能存在权衡，这些目标有助于电网更有效地运行, 比如尽量减少业主的水电费.”
更好地理解这些机会和权衡是目前正在进行的研究领域, 帕夫拉克说.
“建筑物对社会的健康、生产力和安全至关重要. 不到70年, 建筑曾经依赖于气候和人们的积极参与来提供热舒适和光线, 现在主要依靠孤立, 经常自动, 构建具有意想不到后果的系统.”
——十大网投平台信誉排行榜阿尔图纳分校负责研究的副院长科里·格里芬
健康
除了节能之外, 高性能建筑还旨在为居住者提供健康的环境.
以斯帖Obonyo, 工程副教授, 一直致力于节能领域的高性能建筑, 适应力和健康. 在一个项目中，她使用空气质量传感器作为项目的一个方面 振兴新肯辛顿的建筑.
“在过去的两年里，我也开始在健康建筑领域工作，”Obonyo说. “我和我的学生正在试验一些低成本的传感器，以提供我们所追求的健康结果.”
她指出，如果建筑物通风不足，可能会导致偏头痛和其他健康问题.
弹性
Obonyo也一直在研究如何使建筑物具有弹性. 她专注于如何使用和选择材料来帮助促进被动通风, 利用自然力的方法, 比如风和热动力学, 通风使空气进出建筑物. 被动通风可以提高能源效率.
“我在该领域所做的很多工作都集中在使用其他砌体与水泥的不同组合, 有纤维增强,Obonyo说. “因此，从结构充分性的角度来看，但也要记住，我们真正想做的是也有助于被动加热和被动冷却.”
她研究了优化砖的不同组合的方法，提供耐火砖的耐久性和弹性，同时提供被动能力.
“一个高性能的建筑需要比, 或者至少和, 那些已经存在了200多年的老建筑,奥伯尼说. “极端天气事件变得更加频繁和不可预测, 当我们将这些材料与其他建筑系统结合使用时, 我们对确保它们能够抵抗横向载荷也很感兴趣.g.尤其是风或地震.”
环境
科里·格里芬说, 十大网投平台信誉排行榜阿尔图纳分校负责研究的副院长, 建筑物的二氧化碳排放量占总排放量的40%, 导致全球气候变化，并在过去30年中使与天气有关的自然灾害增加了一倍. 他说，在日益城市化的时代，面对全球气候变化，渐进式的改进和使建筑“不那么糟糕”是不够的.
“建筑对社会的健康、生产力和安全至关重要，”格里芬说. 在不到70年的时间里, 建筑曾经依赖于气候和人们的积极参与来提供热舒适和光线, 现在主要依靠孤立, 经常自动, 构建具有意想不到后果的系统.”
格里芬说要改善建筑, 因为它们在今天是如此复杂, 它们必须被看作是一个完整的系统，而不是单独的部分.
“这种需求将要求我们专注于整体系统的思考和跨学科的整合，因为优化单个组件甚至单个系统只能使建筑‘不那么糟糕’。,’”格里芬说。.
雪莉•克拉克, 十大网投平台信誉排行榜哈里斯堡分校环境工程教授, 从事与高性能建筑相关的雨水管理工作.
“最初, 我正在研究我们选择的屋顶材料所带来的污染问题，并注意到我们许多常见的屋顶材料都在过滤污染物，其水平可能对植物有害,克拉克说. “一个潜在的解决方案是绿色屋顶.”
根据克拉克的说法, 绿色屋顶作为一种方式得到了很好的宣传, 通过在建筑物的屋顶上添加植物层, 减少建筑物的空调负荷，并保护屋顶表面免受阳光照射.
“一些研究已经记录了与绿色屋顶相关的空调负荷减少和能源节约,克拉克说. “随着雨水, 植物也减少了屋顶的径流, 这样可以减少雨水排放系统的水负荷.”
住宅
通过州立大学社区土地信托绿色建设项目创建的成品房屋.
不仅仅是大型商业建筑可以从高性能建筑中受益. 住宅楼也是很好的选择.
丽莎Iulo, 建筑副教授兼哈默社区设计中心主任, 他说，在美国，每一栋商业建筑大约对应24栋住宅楼.S. 多年来，她一直在高性能住宅建筑领域工作, 包括宾夕法尼亚州首个可负担的“绿色”住宅开发项目, Duncannon的Petersburg Commons, 于2008年完成.
“我们一直在继续与州立大学自治市合作, 州立大学社区土地信托, 和其他当地经济适用房供应商一起参与了一个名为能源+的项目,我说. “这涉及到适应建筑科学, 对现有住宅建筑进行围护结构改进等高性能设计方法，以提高能源效率, 现有住宅单元的耐用性和健康性，从而减少业主的运营费用.”
作为对2014-15年能源部“零排放竞赛”的回应, 十大网投平台信誉排行榜及其合作伙伴完成了 州立大学的两座零能耗住宅. 它们是通过合作设计的, 社区设计的方法和目的是作为该地区的示范. 该项目最近被授予了“美国工程项目奖”.S. 绿色建筑协会中央PA领袖奖2018，创新项目-住宅.”
