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客人的博客

冷旧标准-提高建筑效率的机会

将设计和建造推向21世纪的建筑标准可能会产生巨大的效果,并有助于总统限制碳排放的挑战

现在我们知道了为什么办公楼的空调如此之多:一个基于普通男性代谢率的几十年前的公式。是时候解决这个问题了。
图片来源:Jill viaFlickr

上周一,科学家在杂志上发表文章自然气候变化回答了几乎我们认识的每个人都在担心的一个问题:为什么办公室和大楼的空调都开得那么离谱?这篇文章报道说,办公大楼的设计采用了一个几十年前的公式,其中很大一部分是基于平均男性的代谢率。

换句话说,建筑的建造是为了让一个体重约154磅的人在办公室工作时感到舒适。这远远超出了设置恒温器-这将使其易于修复。

它确实涉及到永久性建筑的选择,比如比需要的大得多的设备。正如该研究的作者指出的那样,过度设计的系统会导致非常明显的过冷结果。

公平地说,如果你阅读了这篇文章的参考文献,就会发现指导标准ASHRAE 55-2010 (ASHRAE:美国供暖、制冷和空调工程师协会)并没有强迫任何人把特定的代谢率插入到方程中。它只是推荐值。它成为了建筑的默认标准。

一个行为科学家,或者任何一个在盛夏工作时穿一件羊毛夹克来抵御难以置信的寒冷的办公室的人,可以告诉你这个建议的力量是巨大的。

ASHRAE的建议是在错误的方向上的巨大推动——不利于能源效率,并使过时的工作环境永久化。

使用既定的建议可以减轻压力

不幸的是,像ASHRAE这样的建议并不是唯一的。设计一座建筑是一个复杂的过程,需要成百上千的决策。由专业团队协调的众多决策的本质,在设计过程中产生了不确定性。

来自ASHRAE等权威机构的标准化推荐,大大减轻了设计师的选择压力。使用这些建议比深入考虑每个决定的影响要容易,更不用说争论了。因此,这样的建议很少被仔细审查。

这个过程被我们的大脑强化了,它告诉我们越多越好——所以过度设计暖通空调系统似乎是一个完全理性的选择。

不幸的后果不仅是不愉快的工作环境,而且对对抗气候变化也有挫败感和坏结果。诸如此类的违约使得未来的能效改进更加难以实现,因为一旦一栋建筑建成,我们至少要在几十年的时间里受困于它的设计。

有改变的机会

但我们刚才概述的过程也提供了简单的改进机会。更改默认值,以便工程师和架构师提供更负责任的选择。

当我们看到奥巴马总统8月3日星期一宣布的重大气候政策倡议时,我们就想到了这一点。总统的清洁能源计划规则首次对发电厂排放到空气中的碳量进行了联邦限制。各国有很大的灵活性来考虑和采取在其个别情况下最有效的各种办法和措施。该计划鼓励发明创造。

我们期待我们当中最优秀的人才来迎接这一挑战。他们的第一个想法可能是增加和改进替代能源。我们将看到技术的进步——例如,更高效的电器,以及为无太阳和无风的日子迅速改善电池存储。

但是那些隐藏在显而易见的节能宝藏呢?ASHRAE 55-2010是1号展品。我们有几个建议。

首先,如果设计界或市政建筑规范取消了ASHRAE 55-2010呢?如果他们采用一种更有效的、人口统计上最新的标准作为设计师和建造者的默认标准呢?摒弃那些对劳动力构成、着装方式(不再是《广告狂人》里的鲨鱼皮西装)和能源成本做出错误假设的过时默认。

建筑商总是可以决定不使用新标准,但可靠的研究告诉我们,他们更有可能采用新建议。

事实上,如果我们共同审视设计和构建基础设施的整个过程,并将最有效的选择提升为首选或默认选择,会怎么样呢?这就引出了我们的第二点。

在一个产品和设计选择过多的行业里,向正确的方向推动会大有裨益。简单地把最高效的产品移到列表的顶端就能产生巨大的效果,而且相对容易做到。

只需更改默认设置

我们可以将这些技术构建到每个工程师和建筑师使用的计算机辅助设计工具中。对设计和构建基础设施的整个过程进行综合观察,可以发现每个阶段都有机会。

将建筑设计和效率与最高性能或当前行业标准进行比较,而不仅仅是平均水平,可以提升新的标准。这样做的目的是,当快速做出决定时,这些决定会朝着更有效的结果倾斜——而且夏天会少穿羊毛夹克。

理清美国办公室温度过低的谜团不仅仅是一件好奇的事。行为方法,这是其中之一,是清洁能源规则认可的适当工具。如果我们思考ASHRAE 55-2010是如何成为建筑标准的,我们就有了在未来做得更好的工具。

[编者注:针对这一主题的各种文章,ASHRAE发表了一份声明“本周早些时候,在《自然气候变化》杂志上发表了一篇题为《建筑物的能源消耗和女性热需求》的文章,研究了用于确定55标准中热舒适的方法。该研究着眼于ANSI/ASHRAE标准55中用于确定热舒适性的方法。ASHRAE董事会成员、国际知名热舒适研究人员、标准55委员会前主席Bjarne Olesen博士说:“作者对标准55的基础的解释是不正确的。”他们所指的标准部分是PMV/PPD指数的使用。该方法来自ISO/EN 7730标准,该标准自1982年以来一直存在。对室内环境舒适度标准的建立进行了基础研究,共有1000多名男女受试者。在主要的研究中,他们做着相同的久坐工作,穿着相同类型的衣服,男性和女性的首选温度没有差异。’”]

鲁斯·格林斯潘是伍德罗·威尔逊国际学者中心的公共政策学者,也是哥伦比亚商学院的研究助理。特里普·希利(Tripp Shealy)是弗吉尼亚理工大学土木与环境工程助理教授日常气候

4评论

  1. 罗伯特Opaluch||# 1

    个体差异
    每个人对室内工作场所或家庭住所的温度可能有非常不同的偏好。老年人可能需要华氏70度以上的温度,而更活跃的人可能更喜欢凉爽的温度。大型建筑物应保持均匀温度的想法似乎是个问题。在单独的办公室或建筑区域安装恒温器,或者在不使用的区域关闭通风,似乎是相对简单和明显的减少能源使用和提高舒适度的方法。最后,我曾经在没有多少恒温器的办公环境中工作过。这些恒温器控制了大量房间的温度,这些房间的温度往往变化很大。所以很多人的体温太低或太高,让他们感到不舒服。

  2. 德里克。每年的||#2

    这些数字从何而来?
    这篇GBA文章一开始引用了《自然气候变化》杂志的一篇文章,“办公楼的设计采用了几十年前的公式,其中很大一部分是基于普通人的代谢率。”

    第二段开始,“换句话说,建筑的建造是为了让一个体重约154磅的人在办公室工作时感到舒适。”目前还不清楚这句话是来自GBA文章的作者,还是来自《自然》杂志的文章,但154磅的数字远不及美国男性的平均体重,而且已经超过55年了。根据疾病控制中心(CDC)的数据(下面的第一个链接),引用自第二个链接,“1960年,美国男性的平均体重约为166.3磅”。同一篇文章再次引用了美国疾病控制与预防中心的话,称如今美国男性的平均体重为195.5磅。

    http://www.cdc.gov/nchs/fastats/body-measurements.htm
    http://www.newsmax.com/US/average-weight-man-woman-obese/2015/06/15/id/650546/

    维基百科列出了九个不同发达国家成年男性的平均体重,在欧洲、北美和南美,最轻的数字是巴西,平均体重160.3磅。154磅的数字比我在美国男性最古老的图表中找到的最低数字还要低。我读了文章末尾的注释,ASHRAE对《自然》杂志文章的一些结论提出了异议。ASHRAE在他们的计算中是否说明了一个人的平均体重?《自然》杂志的文章是付费的,所以我看不出它是否包含154英镑的数字。我很好奇这个错误的平均权重是如何进入分析的。

    美国疾病控制与预防中心报告称,“美国女性的平均体重为166.2磅”。这与GBA文章的两个断言相矛盾,即154磅的平均体重数字对美国办公室工作人员来说太高了,如果人口统计中包括女性,这个数字将会降低。154英镑的报价对美国女性来说太低了,对美国男性来说更是太低了。似乎作者认为计算中较高的平均重量会导致较低的平均建筑温度设置,但这一想法背后的数学并没有在文章中描述。

    这篇GBA文章的第二段结束了,“这远远超出了设置恒温器的范围——这将使它很容易修复。”虽然GBA在许多文章中记录了过大的HVAC设备会降低效率,但本文中的大多数反对意见都提到了不适,比如“非常明显的过冷结果”,“在仲夏工作时穿羊毛夹克来对抗令人难以置信的寒冷办公室”,“使过时的工作环境永久存在”,“不幸的后果不仅是一个令人不快的工作环境”,“摆脱对劳动力构成做出错误假设的过时默认”,“如果他们采用一种更有效、更符合人口统计的最新标准会怎样”,以及“弄清美国办公室温度过低的奥秘不仅仅是一件好奇的事。”几乎所有这些说法都是关于温度的,温度应该通过恒温器的设置来控制(尽管有效的温度控制经常存在问题,罗伯特·奥帕鲁克在他的评论中指出)。

    所以我认为这篇文章有三个问题,我不清楚它们的来源。1)美国男性的平均体重并不是过时的,这是错误的。2)作者说,问题不在于温度设置,但随后指出,温度是一个主要问题,也是乘客抱怨的唯一来源。3) AHSRAE说,《自然》杂志对他们的公式和计算的分析是错误的,正如文章后的注释告诉我们的那样,但我们并没有真正看到ASHRAE的默认值是什么,以及它们是如何影响办公室温度或冷却系统的大小的。真的有必要修改或放弃ASHRAE的建议吗,就像这篇GBA文章所说的那样?

    我们是否可以有一篇后续文章来解决这些问题?

  3. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 3

    对Derek Roff的回应
    德里克,
    谢谢你的意见。

    这里发表的博客是客座博客。GBA努力提供准确的信息,我们发表这个博客的决定可能不是最好的。如你所知,这个网站上的客座博主表达了广泛的观点,并不是所有的观点都与出版商(或我)的观点一致。我认为我们的网站受益于这种广泛的意见和随后的讨论。

    我同意这个博客中的一些说法似乎不太可能,我很感激你指出了它们。我们看看能不能让作者做出回应。

    我是在博客的最后写了编辑注释的人,以努力提供平衡。

  4. 布伦特尤班克斯||# 4

    这比“性别歧视”更复杂
    我推荐《纽约时报》关于同一主题的这篇较老但平衡得多的文章。
    http://www.nytimes.com/2015/07/05/sunday-review/enduring-summers-deep-freeze.html?

    在这种情况下,他们实际上咨询了一些热舒适专家,了解建筑物长期过冷的众多复杂原因。对性别歧视的指控在媒体上很受欢迎,但它对一个重要问题造成了伤害,这个问题比这种框架所暗示的要微妙得多。

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