寒冷地住宅研究センターがNRELの亜寒帯研究所として1年目を完了

モリー・レティグ

2020年XNUMX月、国立再生可能エネルギー研究所（NREL）は、コロラド州ゴールデンの麓にある日当たりの良いキャンパスから、アラスカ州フェアバンクスの凍ったツンドラに、寒冷気候住宅研究センター（CCHRC）をチームに追加することで拡大しました。

「彼らは、極端な気候の持続可能な住宅で20年の比類のない経験をもたらしました」とNRELのディレクターであるマーティンケラーは述べています。「同時に、彼らの専門知識は、何千年もの伝統を尊重し、地域社会のエネルギーの公平性に焦点を当てたパートナーシップを維持することにより、文化的妥当性の感覚を拡大しました。」

初年度には、手頃な価格のプレハブ住宅を作成するプロジェクト、軍用住宅の改善に関するアドバイス、疎外されたコミュニティでのデモ用住宅の建設など、いくつかの注目すべきコラボレーションが見られました。

アラスカとそれ以降の手頃な価格の住宅

今年の20月、CCHRCの建物の研究者は、ベーリング海にあるイヌピアトの村、ウナラクリートに向かうはしけに、キッチン、バスルーム、機械室を備えたXNUMXフィートの輸送コンテナを積み込みます。アリューシャン列島のロングテールとアラスカの西海岸をXNUMX週間旅した後、乗組員は完全に配管されたコンテナをブームトラックでバージから持ち上げ、ツンドラにエッチングされた一連の砂利道にドラッグして配置します。新しく組み立てられた家の中にあります。

この家は、過密状態で長年過ごしてきた家族に健康的でモダンな設備を提供します。さらに、キッチンバスルームコンテナなどのプレハブコンポーネントを現場で構築されたコンポーネントと組み合わせることで、アラスカの手頃な価格の住宅の不足に対処し始めることができます。

「Unalakleetは、テクノロジーがコミュニティのニーズを満たしていることを確認するためにコミュニティに耳を傾ける素晴らしい例です」と、CCHRC地域ディレクターのBrunoGrunau氏は述べています。「村議会は、高齢者や若者のために手頃な価格の住宅が必要であると私たちに言いましたが、彼らは仕事も必要でした。そのため、私たちは家の最も高価な部分をラボで建設し、残りの家は地元の労働者が建設することにしました。それは単なる家ではなく、地域経済の原動力です。」

プロトタイプのキッチンバスルームコンテナはCCHRCの研究室で組み立てられ、ウナラクリートの村に出荷され、新しく組み立てられた家に追加されます。このセミモジュラーアプローチは、コミュニティから貴重な建設の仕事を奪うことなく、アラスカの田舎で建設するコストを削減します。

ある村を超えて考えると、研究者たちはモジュラー技術がどのように国を変えるのかを尋ねています。 NRELのフェアバンクスとコロラドのチームは協力して、XNUMX世紀前に組立ラインが自動車製造を変革したのと同様に、標準の反復可能なプロセスで工場に住宅（または住宅の一部）を建設することで、パフォーマンスを向上させ、コストを削減する方法を調査しています、ほぼすべての私道で車につながる。理論的には、そのような建設は、全国で必要とされる何百万もの家を生み出す可能性があります。

同時に、建築エンジニアと設計者は、パフォーマンスを犠牲にすることなく、それらを手頃な価格にする方法の問題を解決する必要があります。そこでCCHRCの経験が生まれると、NRELのエンジニアであるStaceyRothgeb氏は述べています。

「CCHRCは手頃な価格で腰が深い」と彼女は言った。「アラスカは極端な気候に住んでいるので、彼らは最前線でこの仕事をしています。それは私たちにとって本当に重要です。」

フェアバンクスのラボで具体化されているもうXNUMXつのイノベーションは、Adaptableと呼ばれ、高効率の建築技術をシンプルなパネル化されたシステムにパッケージ化したキットホームです。 Adaptableは、IKEAクローゼットのようにオンラインでカスタマイズして注文し、フラットパックコンテナで出荷して現場で組み立てることができます。

「レゴがどのように組み合わされるかを考えてください。さまざまな部品を組み合わせて組み合わせることができますが、この場合、超断熱真空パネル、ソーラーパネル、およびその他の将来の技術があります」とGrunau氏は述べています。

CCHRCは、エネルギー省のAdvanced Building Construction助成金の支援を受けて、持続可能な建物だけでなく、家族のライフスタイルを反映し、玄関、ワークショップ、さらにはスペースにも対応できるコンポーネントを組み立てています。自給自足の食品を処理するため。

さらに、NRELとCCHRCが最近獲得した農務省の木材イノベーション助成金により、研究者は、林床で腐敗することが多い低価値の木材を、Adaptableの構造フレームに組み込む方法を模索しています。そうすることで、彼らはサーキュラーエコノミーの点を結びつけています。

Adaptableのコンセプトは、高効率の建築技術と消費者の選択を組み合わせて、パネル化された自分で建てる建築システムにします。

軍事および国際的な仕事

国中を移動する軍の家族は、新しい環境に迅速に適応する必要があります。これがアラスカほど真実である場所はありません。 20,000に拠点を置く49万人の現役軍人のために^th 州、成功の最も重要な要素のXNUMXつは、暖かく健康的な家です。

「アラスカのような極端な環境の建物内では、常に見るとは限りませんが、多くのダイナミクスが発生します」とジャック氏は述べています。 エベール、これらの問題に対処するために20年以上前にCCHRCを設立したNRELの上級顧問。「貧弱な建築科学は、私たちの健康、パフォーマンス、そして幸福に影響を与える、冷たく不快な建物につながります。」

フェアバンクスのフォートウェインライトで安全で快適な住宅を確保するために、CCHRCは、室内空気質を損なうことなく効率を改善する改造戦略について軍事計画担当者に助言しています。エネルギーコストを削減すると、ミッションクリティカルな作業にお金がかかるだけでなく、寒冷地での米国の軍人や軍人の生活の質も向上します。

マウンテンビレッジの地元の乗組員は、過密な家族やホームレスの個人に避難所を提供するために、今年の夏にXNUMXつの超断熱の小さな家を建設しています。

エンジニアは、エネルギーの改造と相まって、空気熱源ヒートポンプがフォートウェインライトやその他の寒い場所でのディーゼル消費をどのように相殺できるかについても調査しています。空気熱源ヒートポンプは、外気からの「熱」に依存して冷凍サイクルを実行するため（冷蔵庫が内部のアイテムから「熱」を吸収するのと同じように）、これらのポンプは極寒の気候では広く使用されていません。より硬いモデルが市場に出回っている現在、CCHRCは、蒸発器で発生する可能性のある着氷などのパフォーマンスの課題に取り組んでいます。これらの課題を解決することは、空気熱源ヒートポンプが、アラスカだけでなく北部全体で、石油ボイラーやガス炉などの従来の暖房システムに取って代わる可能性があることを意味します。

NREL研究所が将来に向けて技術を構築している間、社会科学者はこれらの技術に対する文化の影響を研究しています。 CCHRCは現在、1960年代と70年代に村や石油キャンプに出現したモジュール式の建物など、アラスカの田舎の過去の建物の設計に対するコミュニティの態度を調べています。コミュニティやデザイナーと協力して、新しい建物やエネルギーシステムが地元の伝統、資源、労働力を強調するように、過去から学んでいます。

ただのエネルギー転換

クリーンエネルギーを動力源とする未来は、NRELとその最新センターであるCCHRCのビジョンです。そこにたどり着くのは、現在のエネルギーシステム内の格差を特定することです。先住民および最前線のコミュニティと協力したCCHRCの深い経験は、すべての人のエネルギー正義を達成するというNRELの目標を促進します。

北極圏の端にあるNRELの北部研究所には、気候変動の最前列の席があります。地球の他の地域のXNUMX倍の速さで温暖化するアラスカの多くの村は、すでに家、学校、自給自足の土地を侵食と永久凍土の融解によって失っています。 CCHRCは、村がこの変化に適応できるように、また他の人々が完全に移転するのを支援できるように、持続可能な住宅とインフラの開発にXNUMX年以上取り組んできました。

たとえば、CCHRCは、海岸侵食によって高台に追いやられたYup'ik村であるMertarvikのためにエネルギー効率が高く耐久性のある家を設計し、13年に2019の新しい家の建設を監督するのを支援しました。北極圏の声を中心に、エネルギーの優先順位を定めます。

2019年、ニュートックのコミュニティメンバーは、アラスカ南西部の新しい村のサイトであるMertarvikに、CCHRCの設計に基づいて13の新しい家を建てました。気候変動のためにアラスカで最初に移転した村であるこの教訓は、多くの将来の取り組みに役立つでしょう。

「これは、気候変動を外部から観察することではありません。アラスカ先住民と北部の人々は気候変動を生きています」と北極圏戦略プログラムマネージャーのシェリー・スタウトは述べています。「北極圏戦略の目標は、北極圏の人々がこの変化する環境でエネルギーと住宅の目標を達成できるよう支援し、従来の生活様式への影響を最小限に抑える方法でそれを行うことです。」

パートナーシップは拡大し続けます。ケラーが述べたように、「何千マイルも離れていても、CCHRCの人々はNRELに溶け込み、私たち全員を豊かにしてきました。」 CCHRCとNRELのこの新しい組み合わせは、研究者が誰も取り残さないクリーンなエネルギー転換を推進するにつれて、エネルギーの公平性への焦点を深めることを意味します。

NRELの詳細寒冷地住宅 & 建物研究。

記事と画像の礼儀 NREL、米国エネルギー省.

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