При более высоких температурах как летом, так и зимой нам потребуется меньше природного газа для обогрева зданий и больше электроэнергии для их охлаждения – но каков баланс между этими двумя эффектами?? Исследователи Университета Юты, в том числе Дэниел Мендоза, доцент кафедры атмосферных наук и приглашенный доцент кафедры городского и столичного планирования, использовали гиперлокализованные климатические модели и построение прогнозов, чтобы выяснить это. Ответ, пишут они, заключается в том, что потребление энергии зданиями в будущем сильно варьируется в зависимости от климатического сценария, и что местная политика строительства в настоящее время может иметь большое влияние на использование энергии в будущем.
Результаты опубликованы в World.
Моделирование будущего
Климатические модели бывают разных масштабов, от глобального до гиперлокального. Для целей этого исследования Мендоса и его коллеги выбрали гиперлокальную модель, ориентированную на округ Солт-Лейк-Сити, который включает Солт-Лейк-Сити и его пригороды.
«Использование результатов локализованной климатической модели имеет решающее значение, поскольку климатические условия являются очень важной входной переменной в энергетических моделях зданий», – говорит Мендоза. «Эти условия определяют, сколько энергии потребуется для отопления и охлаждения, которые являются важной составляющей энергетического бюджета здания."
Затем команда построила модель того, как изменения температуры воздуха повлияют на энергопотребление зданий. Они включали пять типов коммерческих зданий, наиболее распространенных в округе: большие офисные здания, небольшие офисные здания, начальные школы, рестораны с полным спектром услуг и многоэтажные многоквартирные дома.
Некоторые здания моделировать сложнее, чем другие.
«Это было после того, как мы поняли, что рестораны – это действительно сложная кондиционируемая среда, то есть у вас есть холодильник / морозильная камера рядом с духовкой, когда мы поняли, насколько сложно моделировать требования HVAC для этих зданий», – говорит Мендоза.
Они также рассмотрели стандарты энергопотребления зданий, которые во многом определяются возрастом здания.
Затем они включили возможный состав типов зданий, которые могут появиться в округе Солт-Лейк-Сити к 2040 году, на основе прогнозов Регионального совета Уосатч-Фронт.
«Мы ожидаем, что многоквартирные дома станут самым быстрорастущим типом зданий для размещения нашего растущего населения», – говорит Мендоза. Прогнозы показывают, что площадь жилых домов вырастет с чуть менее 20% коммерческих квадратных метров в 2012 году до почти 40% к 2040 году.
Меньше нагрева, больше охлаждения
Неудивительно, что, учитывая, что среднегодовая температура в округе Солт-Лейк-Сити, как ожидается, повысится между 1.6 и 4.3 ° F (0.9 и 2.3 ° C) к 2040 году для отопления зимой потребуется меньше природного газа, а для охлаждения летом потребуется больше электроэнергии.
Но исследователи обнаружили существенные различия в энергопотреблении в зависимости от типа здания. В малых и больших офисных зданиях потребление природного газа сократилось до 75% и 30% соответственно в прогнозе на 2040 год. Согласно прогнозам, эти типы зданий будут составлять четверть коммерческих зданий округа Солт-Лейк-Сити, поэтому сокращение будет значительным.
Но это компенсируется возросшим спросом на охлаждение – до 30% больше электроэнергии требуется школам и ресторанам и на 20% больше – многоэтажным квартирам и офисным зданиям, которые вместе составляют более половины всех коммерческих зданий.
Еще есть шанс выбрать
Мендоса признает, что проекции типов зданий не высечены в камне. «Ускоренный рост населения может изменить распределение типов зданий», – говорит он. «Более быстрое, чем ожидалось, потепление также может значительно изменить прогнозы.«Учитывая ожидаемый спрос на электроэнергию для охлаждения, – говорит Мендоза, – округ Солт-Лейк-Сити мог бы выбрать производство электроэнергии из возобновляемых источников, сократив выбросы ископаемого топлива, которые лежат в основе ожидаемого потепления.