作为加州的政策制定者庆祝SB100，一个地标账单要求公用事业公司于2045年将无碳电力交付，有关如何交付的详细信息尚未披露。

加利福尼亚州的建筑目前使用电力总能量需求的约48％。剩下的52％严重倾向于丙烷和天然气等碳密集的来源。美国节能经济委员会（Aceee）等组织已经指出，加利福尼亚州“必须在2045年通过碳无碳的能效。”[1]这意味着尽管建筑能源代码被广泛钦佩和更严格的众多其他国家，我们需要在建筑物中造成更多的效率。但这可以做到吗？还有多少改进空间？

2018年2月，帕洛阿尔托市发布了一份开创性的报告，标题无害:《建筑基线研究和零净能源建筑路线图》。[2]这份报告，在试图坚持国家之前强制的零净能源(ZNE)目标的同时，无意中暴露了建筑更紧迫的优先事项。

帕洛阿尔托报告发布的前一个月，加州能源委员会(CEC)宣布了对2019年第24条能源效率标准的拟议更新由于到2020年所有住宅建筑都要安装太阳能电池板的新要求，CEC的公告成为了全国的头条新闻。然而，比所需光伏的辉煌更重要的是，从早期推动零净能源建筑的努力中小心翼翼地走了回来。

CEC巧妙地回避了之前的ZNE目标，很容易被忽略，因为它只在FAQ的最后提到，[4]伪装在副标题“2019年的住宅标准让我们达到零净能源吗?”

在这两个文件中解压缩，这两件文件恰逢其当地互相加强和澄清。为了进一步澄清他们，我们将衡量它们衡量最近七个帕洛阿尔托项目集群的能源模型。这些将用于探索CEC可能会在未来潜在地采取住宅代码更新，并说明Wiggle的房间仍有多少以增加住宅建筑效率。我们将接近测量的绩效数据的现实，了解类似于我们将在Palo Alto审查的项目。我们的目标是支持CEC的枢转，以建立脱碳，并指出他们可能在不久的将来潜行加利福尼亚的能源代码。

向帕洛阿尔托学习

Palo Alto享有拥有整个公用事业的好运，能够为这项研究提供能源使用数据。其报告从一个伟大的Sankey图（下图）开始说明与加利福尼亚大部分状态对齐的整体源能量使用。它在很大程度上依赖于天然气，占总能源使用的一半。

下一个饼图显示的是能源消耗的总体情况，类似于加州一些较大城市的情况。商业建筑消耗了帕洛阿尔托的大部分能源。在能源使用的第三个层面，信息变得有趣:这是我们可以开始确定帕洛阿尔托的建筑能源是如何以及在哪里使用的。

这种粒度视图允许更好地透视需要定影，并且最好的机会可能撒谎，以实现深度碳排放减少。本报告称为值得注意的是，它提供了加利福尼亚中型中大城市之一的能源使用的全面概述。虽然难以平均定义Palo Alto，但我们可以致电典型的建筑环境。出于这个原因，我们正在使用本报告，以向“每个城镇的加利福尼亚州的能源使用提供广泛的洞察力。

转变政策重心

到目前为止，这份报告中披露的最令人瞠目的信息是一组看似无害的柱状图，通过零净碳、零净能源和零净电力这三个框架比较了年度能源使用的结果。这些简单的柱状图揭示了两国在轻重缓急上的明显分歧，在通过这三个特定镜头看能量使用时，提示问题：我们建筑的真正目标是什么?

这就是CEC最近跨越零净能源，转而关注碳减排的原因。这张对比图显示，如果我们只从零净电的角度来看，我们会被引导去大力推广采光和照明效率措施，而减少碳排放的效果可能微乎其微。

同样，零净能源的视角提供了更广泛的可能的政策激励。对减少碳排放有一些积极的影响是可以预期的，但是很明显，零碳透镜是我们不能忽视的．即使在Palo Alto享有的Bucolic和据说温和的气候中，最高建筑的碳排放量来自用于空间加热的能源。[5]水加热密切关注，提供政策制定者两种不可用的选择：空间加热和水供暖。如果政策只关注这两件事，那么我们将有一个更高的机会，大大降低建筑物的碳排放。[6]

那么，我们如何最有效地实现这一点呢?

对我们来说幸运的是，CEC的FAQ已经涵盖了很多内容。特别值得一提的是，新住宅标准鼓励“响应需求的技术，包括电池存储和热泵热水器”。“[7]这是件大事。这标志着朝着建筑电气化的方向迈出了明确的一步——这对加州来说是一大步，多年来，天然气一直是加州的燃料选择。

随着电气化，储存和热泵技术的这种组合，热水能源使用主要由可再生能源覆盖。CEC的常见问题解答不太清楚是一个明确的计划，他们将如何降低建筑空间供暖需求。幸运的是，空间加热需求恰好是被动房屋标准的特殊专业。出于这个原因，来自帕洛阿尔托（Palo Alto）的建筑物群集的建模数据提供了有用的比较。

帕洛阿尔托（大多数）被动房屋群

帕洛阿尔托的居民以创新和探索新技术的意愿而闻名。这种开创性的精神延伸到建筑环境中，加州最大的被动式住宅项目集群位于那里。我们在这里看到的项目并不都是经过认证的被动式住宅建筑，但它们都使用了被动式住宅规划包(PHPP)能源模型来指导设计和建造。

其中两个项目经过认证：多代家居和较大的SFR-Luxury Home。他们的团队足够友好地与我们分享他们的项目的能源模型，我们已经能够产生一些简单的对其大会和U因素的比较。这些不同建筑物的建模性能指标是教学的，并提供关于代码可能有空间移动到高性能目标的空间的洞察力，例如被动房屋标准所需的空间。[8]

多样化的建筑类型和尺寸

这些项目代表了不同的大小和用途类型，从252平方英尺的小房子(上图中为1)到两个分别为4687平方英尺(4)和5341平方英尺(7)的豪宅。它们包括一个多代独栋住宅(3)，其中年迈的祖父母占用附属住宅单元(ADU)，以及一个有意设计的社区(6)，其中包含一个小型商业厨房，全地下室共享社区空间，和八间宿舍风格的卧室。项目五(5)在该集群是一个小型商业办公大楼。其中一个较小的住宅项目是对一座20世纪20年代的度假别墅进行翻新。除了更大的办公楼，这些建筑的组合合理地代表了帕洛阿尔托不同的建筑类型。

当比较主要建筑围护结构组件的r值时，有趣的是，注意到所有7个项目的墙壁和屋顶保温值显著相似。(注意:它们都是由完全独立的团队设计和建模的。)虽然符合规范的墙体保温并不比符合php的项目落后太多，但外墙始终是任何建筑的最大表面积，这使得这成为一个关键问题。

虽然墙壁仍然为改善隔热提供了空间，但屋顶隔热水平显然是很好的对齐。(这里没什么可看的!)

在平均窗口r值比较中开始出现较大的差异。项目4的设计团队是唯一一个选择双层玻璃窗的设计团队。所有其他项目都选择了三层玻璃窗户，这表明，虽然双层玻璃可以满足PHPP目标，但三层玻璃在这种边缘气候中可能具有其他优势。在这个比较中，Title 24兼容窗口被表示为“最坏允许”的兼容值。我们可以合理地假设具有这些窗口的代码兼容项目应该能够满足PHPP性能目标。

购者自慎：这个特殊的比较有些复杂。在这里没有进入杂草的情况下，它足以说，与大多数其他能量模型相比，如何通过PHPP计算窗口性能的显着差异。PHPP使用的ISO 10077测试协议已被证明进一步浑浊的这种比较，因此可能最安全，不能从这种特别简单的比较中吸取任何固体结论。（Windows复杂，此图表不是。）

最大的差异出现在地板/板的比较上。除了一个php模型项目外，所有项目都采用了平板地板组件。唯一的例外是小房子(1)，它的地板隔热层几乎是同类房子的两倍。这是由于其体积小，在环境温度下更容易暴露

值得注意的是，假设的Title-24项目显示不需要分板保温来满足规范要求．［10］

将代码合规

在对所有这些项目的气密性测试进行比较时，可以看到代码遵从性选项中最后一个明显的遗漏。它们都达到了被动式住宅认证的门槛，包括改造，允许比新建造的同类产品稍微多一点的泄漏(高达1ACH/n50)。这表示需要气密性并非不可能完成的任务。由经验丰富的团队提供的被动式住宅项目现在通常能达到0.2 - 0.3ACH之间的气密性测试结果，因此我们知道，达到气密性目标并不困难。全国的法规执行机构[11]越来越多地认识到，收紧围护结构是一种简单、经济的措施，可以显著改善我们的建筑性能。

测量性能

不幸的是，我们还没有针对这组项目的度量性能指标来支持对它们的预测性能和度量性能的全面比较。我们希望在未来扩展这项研究，包括这些信息。

定位载荷

我们确实为位于加利福尼亚州阿拉莫（Alamo）的海湾横跨海湾的另一个被动房屋项目（并在本专栏的顶部而设计）。尽管在帕洛阿尔托外面存在，这〜3,000平方英尺的项目在Palo Alto Cluster中占据了与多世代单户家庭项目（3）的许多相同的功能和组件。

它的经处理过的地面面积为2,342平方英尺，R-28的壁组件，R-46的屋顶组件，R-3.3的窗户，R-14的地板/平板绝缘，略微更好的气密读数0.3 ACH50。这是一个全电气家用，利用热水和空间调节的热泵技术。它拥有一个7.5千瓦的光伏阵列，安装在朝南屋顶上，为房屋和电动汽车提供动力。虽然未经认证，我们合理地确信这座建筑符合被动房屋标准的要求。

使用时间很重要

Monitoring of energy use of this building began in earnest by May 1, 2016. The daily energy use of the building since then has been remarkably stable, but it’s the bigger picture overview of energy use vs. generation that provides the most insight here (and reaffirms our conclusions drawn from the three framework comparison graphs generated in the Palo Alto report.)

当我们看这张图时，它描绘了全年的室外日温度(红线)与用电量(绿线)以及能源产量(蓝线)的对比，我们开始识别至关重要的信息。即使在加州阳光明媚的气候下，在一个总体需求非常低(包括电动汽车)的房子里，7.5 kW的光伏阵列也无法满足11月到2月之间的所有能源需求．这表明没有电池储存，这房子仍然需要一个实用程序．这不仅意味着使用时间很重要，还意味着季节性用途和这证实了我们最关键的变量实际上是冬季空间供暖需求，其中很大一部分是短期电池存储无法满足的。

重新焦于减排减少

这些监测数据所揭示的信息，结合帕洛阿尔托报告，支持了CEC在其第24篇第6部分能源代码的更新中所采取的新方向。他们的FAQ文件的最后一段清楚地说明了这一方向:

“展望2019年的标准，建筑最重要的能源特性将是，它在适当的时候生产和消耗能源，并响应电网的需求，从而减少建筑的排放。”[12]

加州被动式住宅完全支持这一修订的重点是建筑减排。然而，我们在这里分享的信息证明，仍然有大量的空间(和机会)来提高建筑围护结构的效率和特别关注减少空间供暖能源的使用。我们很高兴地支持加州能源委员会在正确的方向指向我们国家的努力。

• PHCA感谢贡献他们的PHPP文件以支持这项研究的所有者和项目团队。
• 为了了解更多关于加州被动屋的工作，访问我们的网站．
• 要了解有关被动房屋标准的更多信息，请加入我们2018北美被动房屋网络大会10月17日至21日在匹兹堡举行。
  

Bronwyn Barry是注册建筑师和被动式住宅认证设计师。她是加州被动之家的董事会主席。

脚注:

[1] http://aceee.org/blog/2018/09/california-must-go-big-energy

[2] https://www.cityofpaloalto.org/civicax/filebank/documents/63492

[3] http://www.energy.ca.gov/title24/2019standards/documents/2018_Title_24_2019_Building_Standards_FAQ.pdf

[4] http://www.energy.ca.gov/title24/2019standards/documents/2018_title_24_2019_building_standards_faq.pdf

在商业建筑中，空间供暖需求也是最高的能源消耗，这挑战了该地区商业建筑“以冷负荷为主”的普遍观念。

[6]早期预测表明，同样的方法也适用于我们温暖的南加州气候，在那里，夏季高峰负荷的减少为全面电气化提供了同样的机会。(更多内容将在以后的文章中介绍。)

[7] http://www.energy.ca.gov/title24/2019standards/documents/2018_Title_24_2019_Building_Standards_FAQ.pdf

[8]为了澄清，我们将此处提及被动房屋研究所所设定的国际标准的目标，因为这对于所有七个项目来说都是普遍的，并且是这些项目团队的目标。

[9]目前尚不清楚为什么项目（6）需要比其他PHPP建模项目更具预热。（我们猜测这种异常可能是由于其他因素可能是由于其他因素，并且没有必要达到性能目标，因为这个项目有一个地下板。）

[10]本图中未包含在所有这些项目所需的周边板绝缘，包括符合代码的建筑物。

[11] https://cdn.ymaws.com/www.nibs.org/resource/resmgr/best/best2_022_wb6-5.pdf

[12] http://www.energy.ca.gov/title24/2019standards/documents/2018_Title_24_2019_Building_Standards_FAQ.pdf