Lilla Pennsylvania college bryter ny mark med ren energi campus

SWARTHMORE, PA — Förvandling pågår i källaren på Swarthmore Colleges cafeteria. När eleverna äter lunch vid fötterna på övervåningen ersätts skolans fossilbränsleförflutna av en framtid med ren energi.

Utanför det håliga, livliga utrymmet som så småningom kommer att inrymma fabriken som kommer att bli mittpunkten i ett nytt jordväxlingssystem för uppvärmning och kylning av universitetet, som en del av ett naturgasdrivet ångsystem. Den rymmer dammiga gamla rör som först installerades mer än ett sekel sedan. Den sitter bredvid blanka ersättningsrör som snart kommer att föra varmt och kallt vatten till campus.

Jordväxlingssystem fungerar genom att lagra värme i jorden under sommaren och utvinna värme under vintern. Den första fasen av det 12-åriga projektet kommer att lagra värme i 350 800 fot djupa, 6 tum breda brunnar som borrats i en av skolans expansiva gräsmattor under det senaste året. Swarthmores system kommer att drivas av förnybar energi utanför anläggningen och planerar att börja ansluta byggnader senare i år.

Stående vid dörröppningen, Andy Fake, vice vd för hållbar anläggningsdrift och kapitalplanering, gestikulerade nedför en lång tunnel upplyst av lysrör.På denna sida trängs flera uppsättningar rör ihop i en öppning från golv till tak och lämnar smala luckor. medan. ”Du måste vara ganska smal för att komma in där,” sa han till en arbetare som vinkade från andra sidan.

På sätt och vis bidrog de gamla rören till att göra de nya rören möjliga. När Fake pratade med Swarthmores styrelse om att byta ut det gamla systemet med GeoExchange förklarade han att när ångsystemet byggdes 1911 var det också en dyr teknikuppgradering. ”Ett sekel senare är det dags att tänka på att placera institutioner för nästa århundrade av energi, snarare än att titta på förra seklets energisystem,” sa Feek.

Swarthmore College är ett av flera amerikanska universitet som redan har byggt eller håller på att bygga ett Earth Exchange System på campus för att minska utsläppen av växthusgaser. Listan inkluderar Smith College, Carleton University, Ball State University och Princeton University, där Princeton bygger ett av de största systemen på sitt campus i New Jersey, cirka 90 miles från Swarthmore.

I sin rapport från 2021 om den amerikanska geotermiska kraft- och fjärrvärmemarknaden skrev National Renewable Energy Laboratory att högre utbildning är ”ledande” när det gäller att bygga dessa typer av system.

Trenden är ett resultat av USA:s universitetspresidenters klimatförändringsinitiativ, som kräver att skolor utvecklar klimathandlingsplaner och sätter upp koldioxidneutralitetsmål. Swarthmore undertecknade avtalet 2010 och valde 2035 som tidslinjen för att uppnå det målet 2012.

För förortscampus som Swarthmore College ger Earth Exchange System en idealisk väg för att uppnå dessa ambitiösa energimål. År 2022 kommer ångverken att stå för 36 procent av universitetets totala utsläpp, vilket gör det till den största kategorin i skolans växthusgasinventering, vilket gör det till en viktig del av att minska campus koldioxidavtryck.Detta är ett viktigt hinder att röja. ”Som ett resultat av detta projekt kommer alla direkta utsläpp av fossila bränslen i samband med uppvärmning och kyla att elimineras”, säger Elizabeth Drake, hållbarhetschef på Swarthmore.

Tack vare Swarthmores 425-acre bucolic campus är det mycket mer genomförbart att ersätta mer kompakta ångrör med större geoväxlingsrör än i stadsområden, säger arkitekturprofessor vid University of Pennsylvania och Center for Environmental Architecture and Design. Direktör Bill Braham sa.

”Jag vet inte om du någonsin har sett ett hål på Philadelphias gator när folk gräver fram saker. I en modern stad finns det inget utrymme där. Det är omöjligt”, sa han. För Swarthmore, som har utrymmet, finns det ”inget bättre alternativ” för avkolning än ett fjärrvärmejordbytessystem som det de bygger.

Braham sa att Pennsylvanias klimat är idealiskt för Earth Exchange. Det beror på att säsongsmässiga förändringar gör att systemet fungerar på en årscykel, pumpar värme och kyler marken för att värma campus på vintern och vänder processen på sommaren. Den utvinner värme från byggnader, konditionerar luften och trycker ner den värmen i marken och värmer den igen.

Swarthmore har också den finansiella styrkan att genomföra komplexa, långsiktiga infrastrukturprojekt. 2022 rankades Swarthmore College som sjua på American Association of University Administrators lista över högsta anslag per heltidsstudent med 1,6 miljoner dollar. År 2021 godkände styrelsen 69 miljoner dollar för skolans energiöversiktsplan, som inkluderar konstruktion av ett jordbytessystem.

”Dessa är alla bra affärsbeslut från deras sida. De kommer inte att förlora pengar på detta, men det kommer att kräva en förhandsinvestering,” sa Braham. ”Det lönar sig över tid och det gör campus mer motståndskraftigt.”

Genom att flytta till GeoExchange, även om du inte använder förnybar energi, ”är det nya systemet mycket effektivare än ett ångsystem”, sa Drake. ”Det uppskattas att upp till en tredjedel av energin som läggs in i ett ångsystem går förlorad.”

Genom att arbeta med banbrytande projekt av detta slag fungerar Swarthmore som en förebild för andra att följa i framtiden. ”Det vi gör här är viktigt, men vi är också ett väldigt litet campus,” sa Drake. ”Men vi kan modellera lösningar och dela lärdomar med andra.”

Fake sa att Swarthmore ger rundturer på campus till gäster från andra skolor, företag och organisationer som vill lära sig om systemet och hur det är byggt.

För att få en bra titt på gräsmattan där brunnen först borrades, klättrade vi upp för stegen till sovsalbyggnaden i kanten av fastigheten och stannade framför ett fönster med utsikt över åkern. Parrish Hall, en 1800-talsbyggnad i mitten av campus, kunde ses i fjärran.

Brunnsfältet, omgivet av staket, sovsalar och träd, var mestadels tomt med undantag för några utspridda utrustningsdelar. Även på senvintern var Swarthmores gräsbevuxna campus grönt, och den torra, packade jorden på brunnsfältet såg ut som stora kala fläckar.

”Detta är efter allt detta, på sin topp, det fanns fem borriggar här, alla i drift samtidigt,” sa Fake. ”Och det är lera. Så utgrävningsplatsen är bara lera i åtta månader.” Vattenhantering var därför en viktig faktor under byggandet.

Bullret var en annan sak. ”Som du kan se när du kommer hit ligger de här sovsalarna precis bredvid den här brunnen,” sa Drake och pekade på sovsalarna. ”Vi var oroliga över ljudet från borrning och påverkan på akustiken.” Swarthmore, en fakultetsmedlem vid College of Engineering med expertis inom akustik, hjälpte universitetet att designa tillfälliga ljudbarriärer för att dämpa borrljud. Hjälpte till med implementeringen.

”Jag tror att folk vant sig vid det eftersom det tog så lång tid och det var så mycket bakgrundsljud,” sa Feek. ”Och när den sista borriggen gick, blev jag förvånad. Jag tänkte: ’Herregud, det är så tyst.’

Det kom också klagomål på störningen som utgrävningen orsakade. Men Feek och Drake anser att deras uppsökande ansträngningar att förklara för samhället syftet bakom konstruktionen gick långt för att göra Swarthmore Colleges 1 600 studenter mer toleranta mot störningarna.

”Byggplatser av den här storleken kräver att eleverna tar mycket omvägar för att nå blockeringar och andra hinder i samband med installation av VVS-infrastruktur,” sa Fake. ”Men mina elever är från en generation där detta är absolut nödvändigt, så jag klagar inte för mycket. Det är definitivt en olägenhet, men det måste göras.”

För Drake uppvägde möjligheten att uppleva vad hon kallade en stor vändpunkt i universitetets historia de störningar som byggandet orsakade. ”Vi har bränt fossila bränslen i 150 år, och nu ska vi sluta”, sa hon.

Vi tittade ut på en tom åker som väntade på sortering och gräsmattsfrö. ”Vi kommer förmodligen att ha det här staketet fram till augusti eller september för att se till att gräset är tillräckligt starkt för att folk ska kunna gå på det,” sa Feek. ”Då tar vi ner stängslet och sätter tillbaka det i sitt ursprungliga skick.”

Vi stannade utanför för att beundra den glänsande moderna fasaden på restaurangcentret, som öppnar 2022. Byggnaden har ett helelektriskt kök och är av glas, sten och massivt trä. Robins flög runt träden på campus, och det låg fortfarande snö på marken.

Samtidigt som de initiala planerna för Earth Exchange System, arbetade universitetet också med designen av en ny cafeteria, och Drake sa att det fanns en ”stor synergi” mellan de två projekten, vilket gör den nya byggnaden till det perfekta utrymmet. Här finns centralfabriken.

GeoExchange-projektet har också förändrat universitetets sätt att närma sig byggnadsdesign i sig. ”Energiprojektet har tagit hur vi tänker kring design och konstruktion och att möta nya standarder till en helt annan nivå,” sa Fake och noterade att cafeterian redan har överträffat sina effektivitetsmål.

Klädd i mer än 800 solpaneler, matsalens orientering och takform utformades för att ”maximera solenergivinsterna”, med panelerna som tillgodoser cirka 40 procent av byggnadens energibehov. Masu. Byggnaden var avsedd att ”göra ett starkt uttalande om hållbarhet”, sa Fike, ner till detaljer som en policy som eliminerade användningen av matbrickor för att spara vatten.

”Det är så ironiskt att skorstenen är på baksidan”, säger Carla Anderson, som jobbar på Swarthmores kommunikationsavdelning och tittar på platsen. Bakom restaurangens sluttande tak, glittrade solens strålar från solpanelerna, reste sig tornen på en gammal ångfabrik. Rök strömmade upp från munnen.

”vi, [steam plant] byggnad. Det blir en adaptiv återanvändning, men skorstenen kommer att tas bort”, sa Feek upprymt. ”Jag kan inte vänta på den dagen. Det kommer att vara det mest synliga tecknet på framsteg.”