Zephyrnet-logo

Cold Climate Housing Research Center voltooit jaar 1 als subarctisch laboratorium van NREL

Datum:

Door Molly Rettig

In juni 2020 breidde het National Renewable Energy Laboratory (NREL) zich uit van zijn zonnige campus in de uitlopers van Golden, Colorado, naar de bevroren toendra van Fairbanks, Alaska, door het Cold Climate Housing Research Center (CCHRC) aan zijn team toe te voegen.

“Ze brachten twintig jaar ongeëvenaarde ervaring mee op het gebied van duurzame huisvesting in extreme klimaten”, zegt NREL-directeur Martin Keller. “Tegelijkertijd breidde hun expertise ons gevoel van culturele geschiktheid uit door duizenden jaren traditie te eren en onze partnerschappen gericht te houden op energiegelijkheid voor lokale gemeenschappen.”

In het eerste jaar zijn er verschillende opmerkelijke samenwerkingen geweest, waaronder een project om betaalbare geprefabriceerde woningen te creëren, advies over verbeteringen aan militaire woningen en de bouw van demonstratiewoningen in gemarginaliseerde gemeenschappen.

Betaalbare huisvesting in Alaska en daarbuiten

In juli zullen CCHRC-bouwonderzoekers een 20 meter lange zeecontainer, uitgerust met een keuken, badkamer en mechanische ruimte, op een schip laden dat op weg is naar Unalakleet, een grotendeels Inupiaq-dorp gelegen aan de Beringzee. Na een reis van drie weken rond de lange staart van de Aleoeten en langs de westkust van Alaska, zullen de bemanningen de volledig uitgeruste container met een hoogwerker van het schip hijsen, hem over een reeks grindwegen slepen die in de toendra zijn geëtst, en deze op de plaats zetten het in een nieuw ingelijst huis.

Dit huis zal gezonde, moderne voorzieningen bieden voor een gezin dat vele jaren in overbevolkte omstandigheden heeft doorgebracht. Verder zou het combineren van geprefabriceerde componenten zoals de keuken-badkamercontainer met op locatie gebouwde componenten het tekort aan betaalbare woningen in Alaska kunnen aanpakken.

“Unalakleet is een geweldig voorbeeld van luisteren naar een gemeenschap om er zeker van te zijn dat de technologie aan hun behoeften voldoet”, aldus Bruno Grunau, regionaal directeur van CCHRC. “De dorpsraad vertelde ons dat ze betaalbare woningen nodig hadden voor hun ouderen en jongeren, maar ook banen. Dus bouwden we de duurste delen van het huis in het laboratorium, terwijl we de rest van het huis door lokale arbeiders lieten bouwen. Het is niet zomaar een huis, het is een motor voor de lokale economie.”

Een prototype keuken-badkamercontainer werd in het laboratorium van CCHRC geassembleerd en zal naar het dorp Unalakleet worden verscheept en aan een nieuw ingelijst huis worden toegevoegd. Deze semi-modulaire aanpak verlaagt de kosten van bouwen op het platteland van Alaska zonder waardevolle bouwbanen uit gemeenschappen weg te nemen.

Onderzoekers kijken verder dan één dorp en vragen zich af hoe modulaire technologie de natie zou kunnen transformeren. De teams van NREL in Fairbanks en Colorado werken samen om de manieren te onderzoeken waarop het bouwen van huizen (of delen van huizen) in fabrieken met standaard, herhaalbare processen zowel de prestaties kan verbeteren als de kosten kan verlagen, vergelijkbaar met de manier waarop de lopende band de autoproductie een eeuw geleden transformeerde , wat leidt tot een auto op bijna elke oprit. In theorie zou een dergelijke constructie miljoenen huizen kunnen opleveren die in het hele land nodig zijn.

Tegelijkertijd moeten bouwingenieurs en ontwerpers het probleem oplossen hoe ze deze betaalbaar kunnen maken zonder concessies te doen aan de prestaties. Dat is waar de ervaring van CCHRC van pas komt, merkte NREL-ingenieur Stacey Rothgeb op.

“CCHRC zit diep in de betaalbaarheid”, zei ze. “Omdat de inwoners van Alaska in een extreem klimaat leven, doen ze dit werk aan de frontlinie. Dat is heel belangrijk voor ons.”

Een andere innovatie die vorm krijgt in het Fairbanks-lab heet Adaptable, een bouwpakket dat hoogefficiënte bouwtechnologieën verpakt in een eenvoudig paneelsysteem. Aanpasbaar kan net als een IKEA-kast op maat worden gemaakt en online worden besteld, vervolgens in platte containers worden verzonden en ter plaatse worden gemonteerd.

“Denk eens aan de manier waarop Lego in elkaar past – je kunt verschillende onderdelen mixen en matchen – maar in dit geval heb je supergeïsoleerde vacuümpanelen, zonnepanelen en andere toekomstige technologieën,” zei Grunau.

Met steun van een subsidie ​​van het Department of Energy Advanced Building Construction assembleert CCHRC de componenten die niet alleen een duurzaam gebouw garanderen, maar ook een gebouw dat de levensstijl van een gezin weerspiegelt, met de mogelijkheid om een ​​bijkeuken, een werkplaats of zelfs een ruimte te huisvesten. voor het verwerken van zelfvoorzienende voedingsmiddelen.

Bovendien onderzoeken onderzoekers, met een subsidie ​​van het Department of Agriculture Wood Innovation die NREL en CCHRC onlangs hebben gewonnen, manieren om laagwaardig hout, dat vaak op de bosbodem blijft liggen te rotten, op te nemen in een structureel frame voor Adaptable. Daarmee verbinden ze de punten van de circulaire economie.

Het Adaptable-concept combineert hoogefficiënte bouwtechnologieën met de keuze van de consument in een zelfbouw-bouwsysteem met panelen.

Militair en internationaal werk

De militaire families die door het land trekken, moeten zich snel aanpassen aan nieuwe omgevingen. Nergens is dit meer waar dan in Alaska. Voor de 20,000 actieve militairen in de 49th staat, is een van de belangrijkste elementen van succes een warm, gezond huis.

“Er is veel dynamiek in gebouwen in een extreme omgeving als Alaska, ook al zie je ze niet altijd”, zegt Jack Hébert, een senior adviseur bij NREL die CCHRC meer dan twintig jaar geleden oprichtte om juist deze kwesties aan te pakken. “Slechte bouwwetenschap leidt tot een koud, oncomfortabel gebouw dat onze gezondheid, onze prestaties en ons geluk beïnvloedt.”

Om veilige en comfortabele huisvesting in Fort Wainwright, in Fairbanks, te garanderen, adviseert CCHRC militaire planners over renovatiestrategieën die de efficiëntie zouden verbeteren zonder de luchtkwaliteit binnenshuis in gevaar te brengen. Het verlagen van de energiekosten maakt niet alleen geld vrij voor missiekritisch werk, maar verbetert ook de levenskwaliteit van Amerikaanse militairen en militairen in koude klimaten.

Een lokale ploeg in Mountain Village bouwt deze zomer zes supergeïsoleerde kleine huizen om onderdak te bieden aan overbevolkte gezinnen en daklozen.

In combinatie met energierenovatie onderzoeken ingenieurs ook hoe luchtwarmtepompen het dieselverbruik in Fort Wainwright en andere koude plaatsen kunnen compenseren. Omdat luchtwarmtepompen afhankelijk zijn van ‘warmte’ uit de buitenlucht om een ​​koelcyclus uit te voeren (net zoals uw koelkast ‘warmte’ absorbeert van de items erin), worden deze pompen niet veel gebruikt in extreem koude klimaten. Nu er sterkere modellen op de markt komen, pakt CCHRC prestatie-uitdagingen aan, zoals ijsvorming die zich op de verdamper kan vormen. Het oplossen van deze uitdagingen betekent dat luchtwarmtepompen traditionele verwarmingssystemen zoals olieketels of gasovens kunnen vervangen, niet alleen in Alaska maar in het noorden.

Terwijl NREL-laboratoria technologie voor de toekomst bouwen, bestuderen sociale wetenschappers de impact van cultuur op deze technologieën. CCHRC onderzoekt momenteel de houding van gemeenschappen ten opzichte van eerdere bouwontwerpen op het platteland van Alaska, zoals modulaire gebouwen die in de jaren zestig en zeventig in dorpen en oliekampen opdoken. Door hand in hand te werken met gemeenschappen en ontwerpers leren we van het verleden om ervoor te zorgen dat nieuwe bouw- en energiesystemen de lokale tradities, hulpbronnen en arbeidskrachten benadrukken.

Een rechtvaardige energietransitie

Een toekomst aangedreven door schone energie is de visie van NREL en zijn nieuwste centrum, CCHRC. Een deel van het bereiken daarvan is het identificeren van de verschillen binnen het huidige energiesysteem. De diepgaande ervaring van CCHRC in het werken met inheemse gemeenschappen en gemeenschappen in de frontlinie bevordert de doelstellingen van NREL om energierechtvaardigheid voor iedereen te bereiken.

Aan de rand van het noordpoolgebied bevindt het noordelijke laboratorium van NREL zich op de eerste rij als het gaat om klimaatverandering. Omdat ze twee keer zo snel opwarmen als de rest van de planeet, verliezen veel dorpen in Alaska nu al hun huizen, scholen en bestaansgronden door erosie en ontdooiende permafrost. CCHRC werkt al meer dan tien jaar aan de ontwikkeling van duurzame huisvesting en infrastructuur, zodat dorpen zich aan deze verandering kunnen aanpassen en tegelijkertijd anderen kunnen helpen met verhuizen.

CCHRC ontwierp bijvoorbeeld energie-efficiënte, duurzame huizen voor Mertarvik, een Yup'ik-dorp dat door kusterosie naar hoger gelegen gebieden is gedreven – en hielp toezicht te houden op de bouw van 13 nieuwe huizen in 2019. Nu ontwikkelt NREL een Arctische Strategie om zijn lange termijn strategie vast te stellen. energieprioriteiten op de langere termijn, waarbij de stemmen van het Noordpoolgebied centraal staan.

In 2019 bouwden leden van de Newtok-gemeenschap 13 nieuwe huizen op basis van CCHRC-ontwerpen in Mertarvik, de nieuwe dorpslocatie in het zuidwesten van Alaska. Het is het eerste dorp in Alaska dat vanwege de klimaatverandering moet verhuizen. De geleerde lessen zullen de basis vormen voor veel toekomstige inspanningen.

“Het gaat hier niet om het observeren van de klimaatverandering van buitenaf. De inwoners van Alaska en de noordelijke bevolking maken de klimaattransitie mee”, zegt Sherry Stout, manager van het Arctic Strategic Program. “Het doel van de Arctische Strategie is om de volkeren in het Noordpoolgebied te helpen hun energie- en huisvestingsdoelen te bereiken in deze veranderende omgeving, en dit op een manier die de impact op de traditionele manier van leven minimaliseert.”

Het partnerschap zal zich verder uitbreiden. Zoals Keller opmerkte: “Hoewel we duizenden kilometers ver weg zijn, hebben onze mensen bij CCHRC zich aangesloten bij NREL en ons allemaal verrijkt.” Deze nieuwe combinatie van CCHRC en NREL betekent een verdieping van de focus op energiegelijkheid, terwijl onderzoekers aandringen op een transitie naar schone energie die niemand achterlaat.

Lees meer over NREL's koud klimaat behuizing en gebouwen Onderzoek.

Artikel en afbeeldingen met dank aan NREL, het Amerikaanse ministerie van Energie.


Waardeer je de originaliteit van CleanTechnica? Overweeg om een CleanTechnica-lid, ondersteuner, technicus of ambassadeur - of een beschermheer op Patreon.


 



 


Heeft u een tip voor CleanTechnica, wilt u adverteren of een gast voorstellen voor onze CleanTech Talk-podcast? Neem hier contact met ons op.

Coinsmart. Beste Bitcoin-beurs in Europa
Bron: https://cleantechnica.com/2021/06/20/cold-climate-housing-research-center-completes-year-1-as-nrels-subarctic-laboratory/

spot_img

Laatste intelligentie

spot_img