图片来源:图1:能源先锋
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几周前，我曾写过一篇文章，讨论是否应该称呼那些产生和消耗一样多能源的家庭净零能源或净零能源住宅．一些读者提出了另一种选择:零能耗住宅。
我以前也写过四种不同的方法来定义净零能量(我更喜欢这个词)。现在，美国能源部(DOE)已经介入了这两场辩论。你知道他们决定了什么吗?
这个名字
DOE报告的名称被称为零能耗建筑的通用定义．这就暴露了他们的名字偏好，实际上他们已经用了一段时间了。他们完全放弃了“网”，并假设人们能够弄清楚它的意思。我可以接受。作为科学家和语法学家，我想要一个更精确的术语，但我明白了。
Sam Rashkin是美国能源部建筑技术办公室的首席架构师，在过去的几年里，他一直在做关于在能效领域澄清我们的语言的演讲。我最近在芝加哥又听到了他的演讲，他在第十届北美被动屋会议上做了闭幕主题演讲。
他总是一开始就说，没有人想买一种叫巴塔哥尼亚牙鱼的美味鱼。但当他们把名字改为智利海鲈鱼时，它就大受欢迎了。词汇问题。
所以，零能耗住宅。我可以接受，即使它有点不准确(因为所有的家庭都使用能源)。
的定义
在美国能源部报告的介绍中，他们写道:“零能耗建筑(ZEB)生产的可再生能源足以满足其自身的年度能源消耗要求，从而减少了建筑部门对不可再生能源的使用。”正如我在关于4种可能定义的文章中所写的那样，当你开始谈论如何测量产生和消耗的能量时，事情就变得有点奇怪了。其中一些定义实际上并不是基于能量;一种使用能源成本，另一种使用排放。
然而，两个最大的竞争者是，你的定义是基于现场能源还是源能源。首先，我们来定义一下这两个东西是什么。
现场能源-这是现场使用的能量，在仪表上测量。至于电费，看看你收到的千瓦时账单就知道了;对于气体，温度或btu。
〇源能源这是现场使用的能量加上将这些能量输送到现场的能量。就电力而言，它是你获得的千瓦时电费加上“在煤、石油和天然气等主要燃料的开采、加工和运输过程中消耗的千瓦时能源;发电厂热燃烧的能量损失;以及传输和分配到建筑工地的能量损失。”这句话摘自能源部的报告，零能耗建筑的通用定义该片于本月上映。
那么，如何定义零能耗建筑呢?使用现场能源定义，您输入到现场的每千瓦时(kWh)电力都必须被现场生产并输出到电网的相等数量的千瓦时电力所抵消。同样，如果你在现场燃烧天然气取暖，那么你燃烧的所有btu都必须用现场可再生能源生产系统产生的等量btu来抵消。
使用源能量定义，你必须考虑在源和传输和分配中使用的能量。当家庭使用电力以外的燃料时，计算源能源就不那么简单了。
在能源部的新报告中，他们站在能源这一边。以下是他们的具体定义:
按源能源计算，年实际交付能源小于或等于现场可再生能源输出的节能建筑。
他们还提出了源能量的扩展定义:
源能源:现场能源加上煤、石油和天然气等初级燃料的开采、加工和运输所消耗的能源;发电厂热燃烧的能量损失;以及传输和分配到建筑工地的能量损失。
我说它是扩大的，因为它们包括了在发电厂燃烧的燃料的内含能量。
除了这个定义之外，他们还定义了一种新的东西，叫做可再生能源证书(RECs)，他们将其定义为“可用于实现自愿可再生能源目标的可交易工具”。
如果你想了解更多，请访问美国能源部关于新零能耗建筑定义的页面下载22页的pdf文件。他们展示了如何进行计算，确定零能耗建筑，并使用可再生能源证书。
这篇论文最好的地方之一是第10页的限定因素:
零能耗建筑(ZEB)仅适用于通过实际年度测量证明交付的能量小于或等于现场可再生输出能量的建筑。
它如何建模并不重要。重要的是它的实际表现。在华盛顿特区，说一套做一套是一种生活方式，这并不是一种常见的思维方式。
计算零能量平衡
当然，你必须定义场地边界，这可能是建筑物的周长或财产线。任何越过边界的能量都被计算为交付或输出的现场能量。
我在我的文章中写过一些关于这些计算零能耗的四个定义但它并没有那么清楚，因为它可以。这次我想你会成功的。
能源部将能源作为零能耗建筑的基础，让我们看看它是如何运作的。你需要知道的第一件事是如何从现场能源到源能源。为此，你所要做的就是乘以适当的转换因子。图3所示的表格(在页面底部)是美国能源部关于零能耗建筑的最新文件，最初来自ASHRAE标准105。
让很多人困惑的是第二行。例如，如果一个家庭每年使用10,000千瓦时的电力输送到家中，则需要31,500千瓦时的能源才能实现这一目标。因此，你可能会认为，如果你在屋顶上安装光伏模块，你需要向电网输出31,500千瓦时的电力，以抵消所输送的电力的源能量。
不是真的!你发送到电网的每千瓦时实际上抵消了3.15千瓦时的源能源，因为这千瓦时可以输送到另一个家庭，而不是从3.15千瓦时的源能源发电厂发电。因此上表中的第二行。进口和出口电力都乘以相同的转换系数。
在现场使用天然气等燃料也会令人困惑，但如果你只使用上面的表格，就很容易了。让我们把一些数字放在一个例子中:
进口能源
| 类型 | 站点能源 | 因素 | 源能源 |
| 电 | 6000千瓦时 | 3.15 | 18900千瓦时 |
| 天然气 | 40温(1172千瓦时) | 1.09 | 1277千瓦时 |
| 总计 | 20177千瓦时 |
要成为零能耗建筑，这座住宅必须抵消20,177千瓦时的源能源。因为输出的电量要乘以3.15的电能转换系数，得到:
E x 3.15 = 20,177千瓦时
E = 20,177 kWh ÷ 3.15 = 6,406 kWh
这意味着你必须在现场生产6000千瓦时的电力(仅限可再生能源-柴油发电机不算)来抵消进口电力，另外406千瓦时来抵消天然气的使用。
有意义吗?
如果你在混合中有其他能源类型或燃料，你也会做同样的事情。只需从表中选取合适的源能量转换因子，计算出输入和输出的能量数。
Allison贝尔斯迪凯特，格鲁吉亚，是一个演讲者，作家，能源顾问，resnet认证培训师，和作者能源先锋博客．看看他的深度课程，掌握建筑科学并在推特上关注他@EnergyVanguard．
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5个评论
只是一些评论和一个
只是一些评论和一个问题。
在杜克大学的领土上，想必还有其他地方，人们可以使用净计量，并使用光伏板达到净零电能;但是，不能补偿光伏发电超过使用的电力。很少有人会把这些额外的面板放在屋顶上，以覆盖最低限度的天然气能源使用，用于烹饪或装饰性密封燃烧壁炉，只是为了能够说他们的家是一个“零能源建筑”(ZEB)。他们将为额外的光伏发电能力花费相当多的钱，并将多余的电能赠送给电力公司。除非电力公司一般补偿光伏电池板所有者产生的多余电能，否则我预计除了所有电力家庭外，很少会看到zeb。是的，我知道我可以放弃那个装饰性壁炉，但是....
在像威斯康辛州(以及印第安纳州，正在考虑)这样的地方，现场产生的所有电能的补偿率显著降低，使用净计量的光伏电池板实际上可能会消失，极大地影响全国向太阳能的转换。按照目前的净计量，我必须在屋顶上安装大约1.25kW的额外面板来产生额外的电能，以抵消额外的预期天然气使用量。
我并不是在抱怨ZEB一词的合理性或准确性，但就像“犬牙鱼”一样，“几乎零能耗建筑”没有同样的含义，而且会让许多人感到沮丧。
问:我不认为装饰壁炉等电器会被包括在她的指数计算中，所以从她的角度来看，一个人即使有一个使用天然气的装饰壁炉，她的指数仍然是零，我打算在我准备开始的家里这样做。但是，与此同时，因为那个装饰性的天然气壁炉，我不会有ZEB。她的Zero，但不是ZEB。我没记错吧?
对特德·卡明斯的回应
泰德，你说得对。HERS指数不包括装饰性壁炉。它也不包括车道融雪系统或加热车库。根据美国能源部的新规定，你的HERS指数可能确实为0，不符合ZEB的资格。
电力转换系数的问题
我想知道他们用什么数据集得出了全国平均能源消耗为3.15的数据，这个数据集有多久的历史了?
在新英格兰，几乎所有25-35%的动力煤发电都被约50%的联合循环天然气发电所取代。这种电力大约占输往电网的电力的一半，其中可能有三分之一的电力来自核能，还有很大一部分来自水电和非水电可再生能源。在这个图表中，ISO-NE网格上的准实时网格组合每5分钟更新一次:
http://www.iso-ne.com/isoexpress/web/charts/guest-hub?p_p_id=fuelmixgraph_WAR_isoneportlet_INSTANCE_rF2W&p_p_lifecycle=0&p_p_state=pop_up&p_p_mode=view&p_p_col_id=column-3&p_p_col_pos=2&p_p_col_count=3
注意-在仪表的客户端产生的功率仅在ISO-NE快照中显示为缺失负载。千兆瓦的屋顶太阳能将是真正的电力，但由于它没有单独计量和实时计算，所以没有出现。商业和公用事业规模的风能和太阳能，以及垃圾填埋气，生物质和废物转化能源都包括在非水电部分。
在太平洋西北地区，几乎都是水力发电，还有一点核能和越来越多的风能，几乎没有化石燃料。
这些地区的转换系数远未达到3.15，而且随着过去十年中中西部地区(包括德克萨斯州)风能和联合循环天然气的快速部署，它也不太可能仍然是一个可信的转换系数。
在怀俄明州或西弗吉尼亚州，几乎都是效率为30-35%的煤炭(还有一些40%以上的超临界煤电厂)，4左右的转换系数可能是可信的，但其他所有的来源都在哪里，使全国平均水平达到3.15?我简直不相信。国家电网的能源组合正在迅速发展，而这种转换因素似乎已经过时了。
这与被动式房屋碳核算的一些问题有关，即使在几乎无碳电网的地区，他们也不遗余力地减少能源使用，并且不考虑现场能源(除非它实际上是净零能源)，并可疑地断言，这些措施减少的温室气体排放超过了用于最后30-50% R值的材料的隐含碳排放。在塔科马或尤金省下5000千瓦时/年与在卡斯珀或惠灵省下5000千瓦时/年在生命周期温室气体排放或来源燃料能源方面根本无法相提并论。
我很感谢你在脚注中添加了链接，但这三个链接都无法访问。在魁北克，我怀疑水的汞污染或圣劳伦斯山谷地震风险的增加是否得到了准确的评估。木材热也很复杂，这在很大程度上取决于它是如何产生的。
木材热吗?
木材的热量是如何融入这个方案的呢?在缅因州，许多人用木头取暖。在许多地区，柴火炉在紧凑、节能的家庭中正在失去青睐，但在北方气候地区，柴火炉可能仍然很受欢迎，因为它仍然是一种廉价的可再生能源。如果所有的木材都来自房主的财产呢?pv必须取代这个电源来保持“零能量”吗?
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