Aufbau einer Carbon Smart Community mit Legos

von Andrew Himes, Carbon Leadership Forum
Was kann uns ein Team von Sechstklässlern aus Redmond, Washington, über den Klimawandel, die Kohlenstoffemissionen aus dem Hochbau und das Potenzial für harte Arbeit und innovatives Denken zur Transformation einer Branche sagen?

Viel, es stellt sich heraus! Eine Gruppe von Freunden - drei Mädchen und drei Jungen - präsentierte ihren Entwurf für eine Carbon Smart Community beim Regionalwettbewerb der First Lego League am 15. Dezember 2019 in der Chinook Middle School in Bellevue, Washington.

Das Auto Bots-Team von links nach rechts: Vrinda Sankarakumar, Ridhi Rao Gundapuneni, Karthik Abhinav Javvadi, Sanvi Agarwal, Aidan Francis und Naythan Saldanha

Die sechs jungen Leute hörten von einem neuen Softwaretool - EC3 oder dem verkörperten Carbon in Construction Calculator -, mit dem die mit Materialien und Bauarbeiten verbundenen Kohlenstoffemissionen in 17 neuen Microsoft-Gebäuden, die sich in der Nähe ihrer Häuser im Bau befinden, drastisch reduziert werden konnten. Katie Ross und Esther Christoffersen von Microsoft halfen dem Team bei einer Demonstration des neuen Campus-Modernisierungsprojekts, erläuterten die Nachhaltigkeitsanstrengungen bei Microsoft und stellten ihnen das EC3-Tool vor. Das EC3-Tool ist eine Initiative des Carbon Leadership Forum, und die Charles Pankow Foundation hat fast fünfzig Organisationen zusammengerufen, um die Entwicklung dieser nicht proprietären Ressource zu unterstützen.

17 neue Gebäude auf dem neu gestalteten Microsoft-Campus in Redmond, WA

Die sechs Freunde bildeten ein Team, um an der First Lego League teilzunehmen, einem globalen Wettbewerb, bei dem die Schüler ein Projekt erstellen, das mithilfe von Wissenschaft, Mathematik und Technologie reale Herausforderungen löst und gleichzeitig Vertrauen aufbaut, ihr Wissen erweitert und Lerngewohnheiten entwickelt . Teams bewerben sich um einen Global Innovation Award, der ihre innovativen Lösungen präsentiert.

Die Auto Bots - wie die Freunde ihr Team nannten - konzentrierten sich darauf, wie Gebäude zu den globalen Kohlenstoffemissionen beitragen, und richteten ihre Aufmerksamkeit auf Lösungen für den Klimawandel. KD Hallman, Umweltschützer und ehemaliger Vizepräsident bei Microsoft, gab ihnen Einblicke in die durch den Klimawandel verursachten Probleme und gab Hinweise zu verschiedenen Möglichkeiten, wie sie angegangen werden können.

Ridhi Gundapuneni

Ridhi Gundapuneni, 11 Jahre, Tyee Middle School: „Wir müssen Lösungen für den Klimawandel finden, weil dies die Welt stark beeinflusst. Durch die Verwendung von mehr fossilen Brennstoffen erzeugen wir mehr Treibhausgase und Schadstoffe. Auf diese Weise beeinflussen wir die globale Erwärmung. Diese globale Erwärmung kann für uns, unsere Pflanzen und das gesamte Ökosystem schädlich sein, einschließlich unschuldiger Tiere, die daran überhaupt keine Rolle spielten. Ich habe mich entschieden, Teil eines First Lego League-Teams zu sein, weil ich Menschen helfen und meine kreative Seite annehmen wollte, um Lösungen zu finden, die im wirklichen Leben eingesetzt werden können. Jeden Tag stoßen wir alle auf Probleme, aber wir denken nie darüber nach, wie wir sie lösen können. Hin und wieder kommt uns vielleicht eine Idee in den Sinn, aber die meisten von uns sind einfach zu faul, um Lösungen für Ihre eigenen Probleme zu finden. FLL gibt uns die Befriedigung, diese täglichen Probleme selbst zu lösen und stolz zu sein. “

Das Team beschloss, sein Projekt auf verkörperten Kohlenstoff in Baumaterialien und Bauwesen zu konzentrieren, da es von den enormen Auswirkungen erfahren hatte, die die Herstellung und der Transport von Materialien auf den gesamten CO2-Fußabdruck von Gebäuden haben, einschließlich brandneuer Gebäude, bevor die Menschen zu leben beginnen und arbeite in ihnen.

Vrinda Sankarakumar

Vrinda Sankarakumar, 12 Jahre, Kirkland Middle School: „Verkörperter Kohlenstoff ist Kohlenstoff, der bei der Herstellung und dem Transport von Baumaterialien freigesetzt wird. Zum Beispiel wird viel Energie zur Herstellung von Stahl und Beton verwendet. Wenn fossile Brennstoffe verbrannt werden, um diese Energie zu erzeugen, entstehen Kohlenstoffemissionen. Wenn der Beton mit einem LKW transportiert wird, erhöht dies auch die CO2-Emissionen. 11% der globalen Kohlenstoffemissionen sind auf verkörperten Kohlenstoff aus Gebäuden zurückzuführen. Mit zunehmender Bevölkerungszahl werden mehr Gebäude gebaut, was zu mehr CO2-Emissionen führen wird. Wir müssen den verkörperten Kohlenstoff reduzieren, damit die gesamten Kohlenstoffemissionen sinken. “

Das Team lernte das EC3-Tool (Verkörperter Kohlenstoff im Baurechner) kennen, eine Initiative des Carbon Leadership Forum an der University of Washington unter der Leitung von Professor Kate Somonen. Das EC3-Tool ist ein kostenloses und benutzerfreundliches Tool, das Benchmarking, Bewertung und Reduzierung des verkörperten Kohlenstoffs ermöglicht und sich auf die Emissionen von Baumaterialien in der Lieferkette im Voraus konzentriert. Das EC3-Tool verwendet Baumaterialmengen aus Bauabschätzungen und / oder BIM-Modellen und eine robuste Datenbank digitaler, von Drittanbietern verifizierter Umweltproduktdeklarationen (EPDs). Basierend auf diesen Daten kann das EC3-Tool sowohl in der Entwurfs- als auch in der Beschaffungsphase eines Bauprojekts verwendet werden, um die gesamten Kohlenstoffemissionen eines Projekts zu untersuchen und die Spezifikation und Beschaffung der kohlenstoffarmen Optionen zu ermöglichen.

Naythan Saldanha

Naythan Saldanha, 12 Jahre, Rose Hill Middle School: Ich löse gerne Probleme mit meinem Team. Ich mag auch die freundliche Professionalität anderer Teams. Die Herausforderung lässt uns über innovative Lösungen für reale Probleme in unseren Gemeinden nachdenken. Mit dem EC3-Tool können wir sehen, wie viel Kohlenstoff in Baumaterialien enthalten ist und wie wir ihn reduzieren können, indem wir Änderungen an der Art und Weise vornehmen, wie wir diese Materialien kaufen. Mit diesem Tool können wir die Bauindustrie verändern. “

Anstatt sich nur auf verkörperten Kohlenstoff zu beschränken, entwarf das Team eine gesamte „Carbon Smart Community“, die sowohl kohlenstoffarm als auch energieeffizient ist. Sie bauten ein Modell ihrer Community mit denselben begrenzten Legoblöcken auf, die jedem Team zur Verfügung gestellt wurden, sodass alle Teams mit gleichen Ressourcen beginnen. Jedes Gebäude in der Carbon Smart Community verfügt über Sonnenkollektoren auf dem Dach und besteht aus recycelbaren Materialien.

Modell einer Carbon Smart Community, Version 2.0 des Auto Bot-Teams

Karthik Abhinav Javvadi (Abhi)

Karthik Abhinav Javvadi (Abhi), 12 Jahre, Rose Hill Middle School: „Ich habe mich entschieden, Teil eines First Lego League-Teams zu sein, weil ich mit meinen Freunden an realen Problemen arbeiten, Roboter bauen und das Programmieren lernen wollte. Unsere Carbon Smart Community ist eine begehbare und zugängliche Net-Zero-Carbon-Community. Es verfügt über nachhaltige und energieeffiziente Gebäude. Alle Gebäude bestehen aus kohlenstoffspeichernden Materialien wie Massivholz und kohlenstoffspeicherndem Beton. “

Ein wichtiges Ziel des Community-Designs war es, Schönheit und Funktion zu verbinden. Das Team entwickelte eine innovative Lösung für die Aufrechterhaltung von „Gründächern“ von Gebäuden und Häusern in trockenen Klimazonen, in denen es weniger Niederschläge gibt. Die Häuser sammeln und recyceln Regenfälle, um lebende Dächer aus Gras und anderen Pflanzen zu unterstützen, die schön sind, während sie die Bewohner der Häuser schützen, Kohlendioxid speichern und Sauerstoff ausatmen.

Sanvi Agarwal

Sanvi Agarwal, 11 Jahre, Willows Preparatory School: „Ich dachte, dass die First Lego League ein interessanter Wettbewerb ist, an dem ich teilnehmen kann, und ich dachte, dass es Spaß machen würde, etwas über unsere Welt zu lernen. Unsere Carbon Smart Community ist so aufgebaut, dass alles zu Fuß erreichbar ist, sodass Sie keine Autos benutzen müssen. Außerdem befinden sich alle Büros und Fabriken in der Ecke und die Häuser in der Mitte, sodass alles, was Sie brauchen, in der Nähe ist und sich auf allen Gebäuden Sonnenkollektoren befinden. “

Als Teil der Forschung des Teams zu Beginn des Projekts besuchten sie den nahe gelegenen Microsoft-Campus, um die enorme Menge an Kohlenstoffemissionen zu verstehen, die mit modernen Baumaterialien verbunden sind. Sie erfuhren, dass für jede Tonne hergestellten Portlandzements eine äquivalente Tonne Kohlendioxid in die Atmosphäre freigesetzt wird. Sie lernten auch neue Methoden zur Herstellung von Beton kennen, mit denen Kohlendioxid in Gebäuden möglicherweise gebunden oder dauerhaft gespeichert werden kann, während gleichzeitig fester und widerstandsfähigerer Beton hergestellt wird.

Aidan Francis

Aidan Francis, 12 Jahre, Rose Hill Middle School: Ich habe mich zuerst entschieden, Teil eines First Lego League-Teams zu sein, weil ich zu der Zeit, als ich von der Liga erfuhr, von Legos besessen war. Dies inspirierte mich, über mein durchschnittliches Lego-Gebäude hinauszugehen, um ein besserer Teamplayer zu sein und gleichzeitig eine echte Lösung zu finden. Ich denke, es ist wichtig, Lösungen für den Klimawandel zu finden, denn wenn wir weiterhin fossile Brennstoffe verwenden, kann sich das Klima mit der Zeit verschlechtern und die Erde zu einem heißen Planeten machen, auf dem die Menschen fast ausgestorben sind. Das Beste an der Arbeit als Mitglied unseres Teams ist, dass Sie neue Dinge lernen können, die Teil Ihres Lebens werden, und dies mit Ihrem Team und Ihren Freunden tun.

Andrew Himes vom Carbon Leadership Forum an der University of Washington beriet das Team in der Entwicklungsphase des Projekts und half bei der Leitung seiner Forschung. Die Gründerin und Direktorin des Forums, Professorin Kate Simonen, erschien, um das abgeschlossene Projekt zu überprüfen und das Team anzufeuern regionaler Wettbewerb der First Lego League am 15. Dezember in der Chinook Middle School in Bellevue, Washington.

Das Team demonstriert Andrew Himes und Kate Simonen vom Carbon Leadership Forum die Carbon Smart Community.

UW-Professorin Kate Simonen, Gründerin und Direktorin des Carbon Leadership Forum: „Diese Kinder sind absolut fantastisch und beeindruckend. Es war so beeindruckend zu sehen, wie nachdenklich, diszipliniert, hart gearbeitet und die Herausforderungen, denen wir uns mit dem Klimawandel gegenübersehen, tiefgreifend verstanden haben. Gleichzeitig haben wir uns auf Lösungen konzentriert, die dazu beitragen können, eine nachhaltigere und schönere Welt zu schaffen. Ihr Verständnis von verkörpertem Kohlenstoff übertrifft das Wissen vieler Architekten und Bauingenieure. Ich freue mich darauf, sie als Studenten und Kollegen zu haben, wenn sie in ein paar Jahren für die Universität bereit sind! “

Andrew Himes lernt von den Experten.