2000年代末和2010年代初,人们对深层能源改造的兴趣激增。大约在那个时候,我们绿色建筑社区的许多人开始接受为避免灾难性气候变化所需要的减排幅度。受到被动式房屋运动中超低能耗新住宅的启发还有一位总统向我们保证“绝缘是性感的东西,”我们寻求在现有建筑中实现深层节能的方法。我们的目标是超越传统改造所节省的约30%的空间供暖和制冷能源,达到我们认为实现气候保护目标所需的50%至90%。这种性能改进要求我们评估建筑物的所有表面,以寻找减少热量传递的机会。
在深层能源改造中,上墙通常是技术上最具挑战性和最昂贵的部分。在现有的住宅中,墙体保温受到现有腔体深度的限制,并且通过螺柱和其他框架构件的热桥接进一步降低了墙体的性能。为了超过R-20,有必要在墙的内部或外部添加绝缘材料。大多数深层能源改造包括拆除壁板,并在房屋外部添加一层或多层泡沫板。作为工程的一部分,门窗可以或不可以更换;在任何一种情况下,都需要密切注意闪烁这些开口。一旦泡沫到位,安装新的壁板,通常在覆盖条。门窗装饰,有时屋顶悬垂可能需要修改,以适应额外的壁厚。
一些早期的深层能源改造,比如Paul Eldrenkamp在马萨诸塞州的团队所做的,提供了灵感和概念的证明。然而,高昂的成本(超过14万美元)和……
19日的评论
这是一篇非常棒的文章,为我自己在老牧场的墙上堆r-25的愿望提供了一个非常需要的直觉检查。
我很高兴你这么想,布莱恩。乔恩的文章总是深思熟虑且信息丰富。我特别欣赏他对这个话题的看法,因为深度能量改造有很多玩法,但没有多少人像他那样深入研究,然后决定反对它们。
谢谢Brian和Kiley!很高兴有机会分享我在这方面的一些个人经验。
在升级时,墙壁和窗户不是我优先考虑的问题。我自己的浅层能源改造如下。密封顶楼,延长通风槽,将R-38玻璃纤维添加到R-100。边缘托梁至R-25,地下室内部基础墙从0到R-10。将70%的煤气强制风气炉更换为95%的。供暖能源使用量从每年1000热降至600热。项目总成本为7k。
是的,很棒的文章。我一直怀疑这是普遍的情况,但很高兴看到一些实际的数字应用于这项技术。“很好”似乎越来越好了。
很棒的文章。好消息是,你的房子一开始就没有水,墙板后面没有水,没有白蚁,没有霉菌,没有结构缺陷。这样可以省很多钱。很多家庭都有这些不缺能源的虫子,当墙壁开始打开时,就会发现它们使成本失控。
我同意,比起深度能源改造,适度的围护能源效率升级加上热泵和一些廉价的太阳能是一个更具成本效益的解决方案。
一想到如何处理那些除了能源效率之外还有很多问题的家庭,我的头就痛了,这些问题经常降低家庭的效率,例如,即使墙壁上有R19电池,它们也肯定不会在R19附近的任何地方发挥作用。
爱德华,
你的棘手问题可能是一个更好的深层能源改造的案例。如果一栋房子的门窗老旧、有缺陷,而且墙壁内部存在严重缺陷,如果不拆除壁板就无法妥善解决,那么有一种观点认为,深层能源改造的成本远低于文章中列出的成本,因为无论如何都必须完成最昂贵的工作。在这种情况下,增加的绝缘材料的边际成本实际上是相对较低的。
这种情况并不罕见。考虑到,在过去50年左右的大部分时间里,墙板、门窗的预期使用寿命为30年,有许多门窗和墙板的建筑已经超过了它们的预期使用寿命。而不是在旧的东西上安装另一层壁板,而不是零零碎碎地安装“替代”窗户,一次完成整个项目更经济,效果更好。不幸的是,这些工作通常都是由那些不太关心能源效率、耐用性或性能的“flippers”来完成的。有想象力的人(和有钱的人)有机会,但很少有购房者符合这一类别。
是的。一种方法是粗略估计修复问题的成本(不包括能源升级),然后看看包含升级的成本加法器是多少。这个流行词也许应该是“无悔改造”(几十年前由《家庭能源》杂志创造的书名),而不是“深度能源改造”。
以我的房子为例,我们需要新的壁板,包括下面的绝缘材料;我们并没有计划安装新的窗户,但当我们发现许多旧的窗户在1970年安装时由于半心半意的闪光工作而腐烂时,我们就继续安装了。我们有地下室的水问题,我们在挖掘排水时对地下室的墙壁进行了隔热处理。房子里的许多其他东西都需要维修,成本也在不断上升,但这些都是把一栋1970年质量不高的房子改造成更耐用、更美观、更少维护问题的成本。仅使用能源的工作主要是密封和隔热阁楼,这是该项目成本最低的部分之一。
我喜欢《重塑无悔》我以前好像没听过。
非常好的文章。你计算过深层能源改造的边际成本了吗?你获得了什么样的投资回报率?
谢谢罗伯特。我详细研究了西山的房子,并对标准的全面改造(除了外部泡沫和壁板之外的所有措施)和实际的深度节能改造做了一个能源模型。我从增加的r值中包括了传导改善,并给了700 CFM50的鼓风机门减少的外墙处理信用,这可能是慷慨的。DER处理基本上使改造成本翻了一番,但只节省了约15%的天然气。边际改进的回报非常长,大约需要200年。
如果我没看错的话,你对西山的全面改造本身就可以节省50%的天然气?因此,从一个显著改善到一个更显著改善的边际成本很低。这似乎是回报递减的有力证明,对吧?
从同类替换(例如,无论如何都要更新墙板)直接到DER的边际成本是多少?除去制造壁板的人工和材料,只考虑增加泡沫、气密性、改善窗户等方面的增量成本?
很好的总结,但看到这样的文章只关注成本效益,而不关注空气质量方面,真是太遗憾了。没有人应该讨论任何类型的改造,而不考虑如何使用建筑科学来确保空气质量(尤其是霉菌)不会变得更糟。毕竟,部分能源改造是造成大量发霉房屋的原因。每件事都需要作为一个系统来看待,节省下来的钱最终却换来了一屋子生病的人,这对任何人都没有好处。我相信对于很多人来说,这个概念仍然不是最重要的,否则它就会被提及。
我同意你的观点,就像你说的,我们不应该做“部分能源改造”,这会导致霉菌生长和室内空气质量恶化。但我认为这根本不是作者的意思。
我从中得到的结论是,如果从投资回报率的角度来看,远远超出了保持墙壁气密和无冷凝的需要,就会导致回报迅速减少,而花费在额外隔热上的钱将超过创造一个安全、健康的组装更好的花费在通过HPWHs和热泵HVAC系统的电气化上。
虽然作者没有明确提到这一点——也许是为了那些对建筑科学概念不熟悉的人——我敢打赌,当作者说“密封空气泄漏减少了气流,防止了不必要的水分迁移。”通过隔热提高表面温度也可以改善舒适度,防止冷凝。”潜在的问题是居住者的健康和安全。
当然,我们可以读懂字里行间的意思,那些学过建筑科学的人知道空气密封是非常有用的,你必须小心你所做的事情,不要困住水分或引起冷凝。但并不是每个人都精通这一点,因为没有什么比空气质量更重要了,我觉得总是解决这个问题是唯一的责任。
这一假设的前提是,由于部分能源改造,确实存在“满是病人”的房子。这种说法需要一些证据。
不知道你是否能提供一个进入项目的劳动力成本的粗略估计?
我脑子里想的是……因为能源部的气象项目似乎缺乏资金…如果有一个像仁人家园这样的组织/非营利组织,志愿者/承包商专门为der贡献他们的劳动,以帮助减少运营碳,会怎么样?这样做会更有意义吗?
这真的是一篇很棒的文章,有很多关于现有房屋前进道路的智慧。当你付出了很多却没有成功的时候,这是很难的,但这就是我们学习的方式。当你把它写下来,让别人可以向你学习时,你就成了一个先锋。谢谢。
DIY“浅层能源改造”对我来说还在考虑之中。同时继续推进能源电气化。
投资回报率并不总是与美元有关,舒适和健康对人们来说确实有价值,但是的,我怀疑对许多人来说,它在5万美元以上的范围内。
我不是对你现在的生意不尊重,因为我是电气化和热泵的坚定支持者,但对热泵来说,投资1.8万到3万美元,投资回报率为20年,这对很多人来说也是一颗难以下咽的大药丸。我敢打赌,它的目标人群和深层能源改造的目标人群是一样的。我的意思是,热泵改造与在家庭太阳能系统上花费1.8万到3万美元的投资回报率相比如何?要比20年好得多,即使在不理想的情况下?
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