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绿色建筑博客

高性能和净零能耗住宅-第3部分

代码和高性能有什么关系?

对于每单位电网供电的电力,发电厂需要燃烧大约3.5单位的化石燃料能源。其余2.5单位的能量大部分在燃烧过程中作为废热损失掉了。这就是为什么由光伏阵列提供的1单位能量避免了燃烧超过3单位燃料的需要。

在过去的一个月里非常刺激的谈话关于设计——以及一些提高能源性能的重要设计机会是如何经常被忽视的,以及为什么。对话从这里开始,感谢GBA顾问Bruce King在Facebook上继续进行。

现在,为了继续乐趣,我们将看看CODE——具体来说,能源代码——以及它在高性能和净零能耗家庭中的作用。

你可能会(可以理解地)想,“我的房子远远高于规范;谈话在哪里?”如果你已经做了一段时间的能源效率的事情,没有谈话。但有趣的是,我经常看到代码成为阻碍,特别是对于那些对高性能住宅设计领域相对较新的项目团队。这是如何。

代码培养的是顺从的心态,而不是创新和领导的心态

我们行业的人已经习惯了建筑商和开发商的心照不宣的命令,“我只想让房子以尽可能低的成本通过代码。”相反,正如我上个月反复强调的那样,团队中的每个人都应该问这样一个问题:“在预算范围内,我能建造的最节能的房子是什么?”

具有讽刺意味的是,在加州,我们为自己在能源方面的先进而感到自豪,我们的能源法规却催生了大批遵循“只要通过”思维模式的人。而且,最具讽刺意味的是,我们经常在军团中发现甚至我们的能源顾问!即使在高性能项目中!

不止一次,我发现自己在与这些人(或女孩)交谈时,他们说:“不,我们不能这样做,那样会花费更多。”等一下——难道你不是那个最精明、最关心优化能源性能的人吗?也许首先成本不是唯一的利害关系?

为什么会这样呢?之所以会发生这种情况,是因为这个职业已经被源源不断的客户所击败,这些客户对能源法规的主要兴趣只是勉强满足最低限度的合规要求。这意味着,正如我的一些德高望重的同事们所讽刺的那样,如果他们的房子盖得再差,他们的房子就会是非法的。然而,我们很难责怪那些可怜的、饱受围攻的能源顾问们缺乏灵感的心态。它的起源在于代码,以及它们的主流的、千篇一律的客户端。

该准则对可能对能源使用产生重大影响的设计决策视而不见

在加州(如果我没记错的话,还有其他地方),能源绩效通常被表示为合规利润率,或“高于标准的百分比”。能源模型通过比较设计的房屋的预测能源使用和最低限度符合规范的房屋的能源使用来计算这一百分比,即,一个包含了该气候区房屋规定的一组能源特征的房屋(例如,R-19墙,R-38屋顶等)。这种最低限度符合代码的房子被称为“标准参考房子”。标准参考房屋的基本几何形状、朝向和大小与设计的房屋相同。

标准的参考房屋可能是一个能量HOG(意思是对非常聪明的猪种没有冒犯):定向不良,臃肿,过于复杂。这意味着,能源性能的基准是一些东西,虽然它可能符合最低r值等等,但与任何可能被认为是有效的东西都相差甚远。所以你可能会设计出比耗能大户效率高50%的东西。很好。这意味着它真的有效吗?

假设你从一个本质上更高效的几何结构和一个更适度大小的房子开始?具有讽刺意味的是,你会发现实现能源需求的实质性模型减少更具挑战性;你的设计会显示出有一个较低的合规边际,这表明它的能源性能不如猪,而事实上恰恰相反。如果你从一开始就做出了正确的决定,你就会受到惩罚。更糟糕的是,在代码或能量模型中没有任何内容表明设计师可能想要修补尺寸、几何形状或方向;这些极其重要的变量被代码完全忽略,并被模型作为既成事实接受。

因此,在寻求能源性能改进时,这些机会也被设计团队作为潜在的富有成效的探索途径而忽视,这并不奇怪。这对他们没有好处(从能量模型的角度来看),即使他们真的想过,他们通常也不会这么做。

在加州,法规并没有鼓励使用光伏发电进行现场可再生发电

一般来说,光伏(pv)的最高能量生产发生在系统负载高峰的时间-下午和傍晚。这对电网来说是一个巨大的好处,因此对国家、公用事业和整个基础设施都是一个巨大的好处。例如,在萨克拉门托市政公用事业区,有些发电厂只在需求高峰时才需要,因此每年只运行几个小时。(是的,你没看错——一年几个小时。)不用说,这几个小时的成本是非常高的,而为这些需求时期保留的发电厂往往是最古老、最脏、效率最低的。

一旦广泛部署,光伏系统有可能推迟甚至消除对这些工厂的需求。然而,第24条规定了光伏住宅的电力用途——即使是在其生产高峰期。让我解释一下。

我参与过的许多净零和高性能住宅项目也是全电动住宅,原因很简单,业主希望他们的住宅不使用化石燃料。他们认为,天然气将变得越来越稀缺和昂贵,就像石油一样,并希望他们的家庭能够完全使用可再生能源。这意味着像水加热、晾晒衣服和做饭这样的负荷是电力负荷而不是燃气负荷;其中一些负荷可能会出现在峰值。

基于代码的能源模型考虑到这一点,并相应地惩罚这些项目的负荷——尽管事实上,这些家庭可能会在模型惩罚家庭的峰值时间从他们的光伏阵列向电网输送非常可观的剩余电量。不是很刺激,是吧?

此外,由基于家庭的可再生电力系统提供给电网的每单位电能通常代表着一个巨大的乘数效应,如图所示。

对于每单位电网供电的电能,发电厂大约需要燃烧3.5单位的燃料能量(其余2.5单位的大部分作为废热通过燃烧损失)。相应地,由现场光伏阵列而不是电网提供的1单位能量避免了燃烧超过3单位燃料的需要。(全国电力能源的平均地点到来源乘数约为3.4。)

但是代码看不到这个好处。图。

规则:是敌是友?

这就是我对能源法规的不满。不过,我们很快就会进行代码更新,所以请保持良好的心态,这些事情将会发生变化。

不要误解我的意思——总的来说,我是一个规范事物的支持者,在环境问题发生之前就阻止它们。以《清洁空气法》和《清洁水法》为例:如果我们不让污染发生,我们就不必清理它。如果我们不让能源浪费发生,那么我们就不必担心气候变化或国家安全。(也许吧。你同意我的观点。但是,正如我现在大概已经说服你们的那样,监管既有积极的后果,也有消极的后果。我们不能假设修改代码就能解决所有问题;我们必须保持警惕,揭开那些代码无法解决的问题,甚至是它们制造的问题。

我急于补充一个脚注,加州在能源方面的领导地位有很多值得夸耀的地方,该法规对这里取得的许多进步都起到了重要作用。我的观点很简单,我们有必要意识到,并与能源法规带来的意外和不幸的后果作斗争。总结如下:

  • 在选择能源顾问时,我们需要有辨别力,确保我们选择的合作伙伴实际上不属于“随大流”的思想流派。有些人可以很快摆脱困境;其他人,就没那么容易了。
  • 我们需要不断地检查与能源改进相关的好处,不仅是在第一次成本方面,而且在运营节能、舒适度改善和其他非能源效益方面。
  • 我们需要将我们的设计与更合适的“参考住宅”——更小、更紧凑、形式更简单的住宅——进行比较。
  • 我们不需要因为无视守则而却步,看不到我们在家里做的事情可能带来的好处。仅仅因为代码模型没有反映所有这些好处并不意味着它们不值得或不有效。

最后,我们需要寻找更好地影响代码开发的机会,同时理解我们不能依赖代码来完成我们的工作(限制家庭能源使用)。

2的评论

  1. kim_shanahan||# 1

    规范vs善意
    范式不是容易改变的东西,但代码是,而且是,以三年为周期。因为总是会有绝大多数建筑达到最低限度,所以我们必须不断提高代码遵从性的标准。

    高于“参考主页”的百分比是一个合理的阈值,因为它至少提供了一个性能路径,而不是说明性代码的严重限制。你对“参考房子”的概念与RESNET对HERS评级的做法不完全匹配。

    “标准参考房屋具有与设计房屋相同的基本几何形状、朝向和大小。”那句话是真的。但你的下一个说法与之前的说法相矛盾:“标准参考房屋可能是一个能量HOG(意思是对非常聪明的猪种没有冒犯):定向不良,臃肿,过度复杂。”

    你如何消除这种矛盾?

  2. wjrobinson||#2

    什么时候会注意到指数增长?
    数学家在哪里?在这里发表博客的人了解指数增长曲线,以及在这种曲线变得不可持续后会发生什么?

    这门“绿色”学科需要数学博士的投入,他们了解我们可能可预测的未来。

    全球气候不稳定:107个有趣的视频

    http://www.youtube.com/user/wonderingmind42#p/u

    只是一个开始让你思考…阿尔伯特·巴特很擅长解释算术……

    http://www.youtube.com/user/wonderingmind42#p/u/1/F-QA2rkpBSY

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