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太阳能、风能和地热可能减少家庭能源开支,这些话消费者已听了若干年。但是,展望未来10年或20年,情况正变得令人兴奋。科学家设想,灯泡会同开关说话,炉子与窗户说话,一切还都可以与互联网说话。家庭可用地下室的设备发电。窗户和涂层会随着吸收或排斥阳光的需要而改变。
可查涂层
在美国的大多数气候条件下,窗户节能的问题并不容易回答。今天的窗格往往只适合一种气候——玻璃在气候温暖的地区要反射日光,在较冷的气候下则无这种需要。 攻关重点是智能窗,它可根据需要改变涂层色彩。劳伦斯·伯克利国家实验室建筑材料研究人员大流士·阿拉斯特说:“如果生活在圣路易斯,最好是冬天一种窗,夏天一种窗。”他的实验室主要研究智能窗,这种窗户可按需要改变涂层颜色。一种色彩可以在炎热气候下阻隔阳光,而在冷天则变淡,以吸收温暖的光线。略加一些电流,特殊的“电致变色涂层”就可变暗。明尼苏达州一家公司已开始出售初期的这种涂料,它们将用于一些高档住宅,通常用作天窗。此涂料目前价格较高,商业建筑用它比较合算。
智能住宅
现有住宅的供暖、制冷和照明系统可借助某些新的智能节省能源。电灯一般不知道太阳升起后它们可以关闭或转暗;窗户开了,空调仍在吹送热风或冷风。麻省理工学院计算机科学教授尼尔·格申费尔德说,简单的网络,就可使一座大楼的能源节省1/3。
许多公司都为这种智能住宅作过尝试。目前已有大约20种不同装置。但是,它们不能互动。格申费尔德的实验室研发了一种简单的网络语言——就像摩尔斯电码,可以将一个灯泡转变为互联网上的节点,收发数据。同样的代码可以控制复杂的供暖和制冷系统,这些系统对外界的温度变化或人们的出入作出反应。
有些设备不用多花钱就可安装,甚至在现有结构之内也行。一个吸引点是:“我们不必改造整座建筑”,阿尔贡国家实验所的首席信息官查利·卡特利特说。该实验室正在其一座建筑内安装一套初试系统。此外,“这些东西很便宜,体积也小,我们实际上可以考虑将它们安进椅子和灯泡之类的物品里。”
冰冻烟霪
最神奇的莫过于气凝胶,它总有一天会使我们的住宅保持舒适。它是迄今已知的最轻固体,是一种透明轻柔的材料,看起来像一片固体烟雾。在薄薄的材料中,纳米粒大小的气泡里99%以上是空气。就一定厚度的材料来说,没有其他材料的绝热性能比它更好。橡树岭国家实验室的安德烈·德雅尔莱说:“问题是现在它的成本极高。”
但是,打入建筑业(近2/3隔热产品都用于这一行业)是商业生产这种精微产品的一些小公司的当务之急。阿斯彭气凝胶公司首席执行官唐·扬说:“我们的注意力集中在空间很紧的领域。”这就意味着要重新改建现有结构,特别是旧楼中容不下一般绝热材料的砖石墙。在一项早期试验中,政府伙伴正在资助纽约市250多套单元房安装气凝胶绝热体。但日前气凝胶仍然只是付得起这种高价的太空机构、五角大楼和石油公司的一种工具。
家用氢气
几十年来,燃料电池为太空飞行提供了动力,汽车工业现在希望它们能早些用于汽车。巴特·威廉·史密斯学院副教授汤姆·德雷宁说,再过一二十年,它们应当能普遍用于地下室。使用燃料电池,发电效能可大大提高。 燃料电池通过一种氢氧结合的化学过程发电,当投入物纯净时,唯一的副产品是一个已经完善的过程中产生的水和热。迪洛伊特公司的能源政策顾问布兰·泰尔齐奇说:“所谓的小完善是使燃料(氢气)充入电池。”
一些日本公司已经在使用天然气的住宅安装试验模型。一个附加装置抽取气体中的氢气,为电池提供燃料,产生电和热水。,美国使用天然气的家庭较少,限制了这种方式在这里的采用。天然气的转化过程也能产生温室气体,但污染程度低于传统的发电时程。
更亮的灯泡
几十年之后,不会有人知道改变一个灯泡意味着什么。佐治亚理工学院教授拉塞尔·迪普伊说:“房子毁了灯泡都未必烧得坏。”
已有130年历史的爱迪生灯泡首先将在家庭中被紧凑型荧光灯取代,后者的用电少大约2/3,而且能多用许多年。尽管如此,它们还是会被发光二极管取代。发光二极管的用电量仅为白炽灯的12%,可用50年,甚至更久。
目前,它们已普遍用于某些商业场所,特别是在一周七天、一天24小时照明的环境中。昂贵的成本限制了美国家庭的使用。人们不能接受花120或130美元买一个灯泡。即使那笔钱八至十年后就能收回。但典型的性喜流动的美国人等不了那么久。
可查涂层
在美国的大多数气候条件下,窗户节能的问题并不容易回答。今天的窗格往往只适合一种气候——玻璃在气候温暖的地区要反射日光,在较冷的气候下则无这种需要。 攻关重点是智能窗,它可根据需要改变涂层色彩。劳伦斯·伯克利国家实验室建筑材料研究人员大流士·阿拉斯特说:“如果生活在圣路易斯,最好是冬天一种窗,夏天一种窗。”他的实验室主要研究智能窗,这种窗户可按需要改变涂层颜色。一种色彩可以在炎热气候下阻隔阳光,而在冷天则变淡,以吸收温暖的光线。略加一些电流,特殊的“电致变色涂层”就可变暗。明尼苏达州一家公司已开始出售初期的这种涂料,它们将用于一些高档住宅,通常用作天窗。此涂料目前价格较高,商业建筑用它比较合算。
智能住宅
现有住宅的供暖、制冷和照明系统可借助某些新的智能节省能源。电灯一般不知道太阳升起后它们可以关闭或转暗;窗户开了,空调仍在吹送热风或冷风。麻省理工学院计算机科学教授尼尔·格申费尔德说,简单的网络,就可使一座大楼的能源节省1/3。
许多公司都为这种智能住宅作过尝试。目前已有大约20种不同装置。但是,它们不能互动。格申费尔德的实验室研发了一种简单的网络语言——就像摩尔斯电码,可以将一个灯泡转变为互联网上的节点,收发数据。同样的代码可以控制复杂的供暖和制冷系统,这些系统对外界的温度变化或人们的出入作出反应。
有些设备不用多花钱就可安装,甚至在现有结构之内也行。一个吸引点是:“我们不必改造整座建筑”,阿尔贡国家实验所的首席信息官查利·卡特利特说。该实验室正在其一座建筑内安装一套初试系统。此外,“这些东西很便宜,体积也小,我们实际上可以考虑将它们安进椅子和灯泡之类的物品里。”
冰冻烟霪
最神奇的莫过于气凝胶,它总有一天会使我们的住宅保持舒适。它是迄今已知的最轻固体,是一种透明轻柔的材料,看起来像一片固体烟雾。在薄薄的材料中,纳米粒大小的气泡里99%以上是空气。就一定厚度的材料来说,没有其他材料的绝热性能比它更好。橡树岭国家实验室的安德烈·德雅尔莱说:“问题是现在它的成本极高。”
但是,打入建筑业(近2/3隔热产品都用于这一行业)是商业生产这种精微产品的一些小公司的当务之急。阿斯彭气凝胶公司首席执行官唐·扬说:“我们的注意力集中在空间很紧的领域。”这就意味着要重新改建现有结构,特别是旧楼中容不下一般绝热材料的砖石墙。在一项早期试验中,政府伙伴正在资助纽约市250多套单元房安装气凝胶绝热体。但日前气凝胶仍然只是付得起这种高价的太空机构、五角大楼和石油公司的一种工具。
家用氢气
几十年来,燃料电池为太空飞行提供了动力,汽车工业现在希望它们能早些用于汽车。巴特·威廉·史密斯学院副教授汤姆·德雷宁说,再过一二十年,它们应当能普遍用于地下室。使用燃料电池,发电效能可大大提高。 燃料电池通过一种氢氧结合的化学过程发电,当投入物纯净时,唯一的副产品是一个已经完善的过程中产生的水和热。迪洛伊特公司的能源政策顾问布兰·泰尔齐奇说:“所谓的小完善是使燃料(氢气)充入电池。”
一些日本公司已经在使用天然气的住宅安装试验模型。一个附加装置抽取气体中的氢气,为电池提供燃料,产生电和热水。,美国使用天然气的家庭较少,限制了这种方式在这里的采用。天然气的转化过程也能产生温室气体,但污染程度低于传统的发电时程。
更亮的灯泡
几十年之后,不会有人知道改变一个灯泡意味着什么。佐治亚理工学院教授拉塞尔·迪普伊说:“房子毁了灯泡都未必烧得坏。”
已有130年历史的爱迪生灯泡首先将在家庭中被紧凑型荧光灯取代,后者的用电少大约2/3,而且能多用许多年。尽管如此,它们还是会被发光二极管取代。发光二极管的用电量仅为白炽灯的12%,可用50年,甚至更久。
目前,它们已普遍用于某些商业场所,特别是在一周七天、一天24小时照明的环境中。昂贵的成本限制了美国家庭的使用。人们不能接受花120或130美元买一个灯泡。即使那笔钱八至十年后就能收回。但典型的性喜流动的美国人等不了那么久。