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能量书呆子的沉思

被动式房屋是否能减少90%的能源消耗?

检查一个经常重复的关于被动式房屋节能的说法

随着建筑围护结构的改善,用于空间供暖的住宅能源所占份额正在缩小。弗吉尼亚州新建的最低标准住宅的住宅能源账单中,约24%用于空间供暖(如上图中的蓝色饼图所示)。插头负载(电器、电子设备和其他电气设备)约占年度能源账单的29%。
图片来源:图片一:Martin Holladay

2017年8月22日更新,新作者附言。

《GBA》的长期读者知道,我对夸大的节能主张感到沮丧。一个明显的例子是“被动式住宅建筑比传统建筑少使用90%的能源。”这种说法的一个变体是:“被动式住宅建筑比标准最低能耗建筑少使用90%的能源。”

当然,这也不能。在经常重复的谎言是基于沃尔夫冈·费斯特在上世纪90年代取得一夸。当时,菲斯特称,新Passivhaus住宅需要90%的能量更少用于空间供暖比德国“传统”的住所。(要记住,采暖能源是能源使用的馅饼只是一个小部分是很重要的。)“标准”的住所是费斯特谈论的是一个普通德国家庭,而不是一个新的房子满足现代代码标准。(许多德国家庭是几十年,甚至上百年,老了。)

如今,费斯特博士和被动豪斯研究所的陈述通常比许多热心的追随者更为谨慎。这就是说,在网上很容易找到一份包括夸口在内的被动豪斯研究所文件,其中没有任何关于空间供暖或用于比较的房屋存量年龄的限定条件。下面是一篇文章中的两句话被动之家研究所新闻稿2015年12月发布:“Feist在差不多25年前建造了世界上第一个被动的房子。今天仍然,达姆施塔特(德国)的这个露台房子比传统建筑消耗大约90%的能量。“

正如我所说的,事实并非如此。让我们把洋葱削皮,找出原因。

我们应该比较哪两个家庭?

假设一对年轻夫妇在银行有存款,想要建造一个新的节能住宅。这对夫妇正在权衡达到被动房标准(要么是欧洲标准,要么是……)的额外成本。

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25日评论

  1. Stephen Sheehy||#1

    对于额外的数据,我在缅因州的漂亮房子
    在第一年,我们用了大约9500千瓦时。房子全是电的。空调区域的室内空间约为1650平方英尺(约1650平方英尺)。被动式住宅的气密性,R-70天花板,R-42墙,R-16板下,三层玻璃Intus窗户。抵抗热水器。热水浴缸在没有空调,但隔热的房间,可能增加相当多的负荷。我们保持热量在70-72°左右,很少使用A/C。
    光伏发电量约为8000千瓦时,因此全年自付能源成本仅为335美元。
    如果有足够多的人提供真实生活中的数据,我们就会有一些有用的信息来支持(或不支持)马丁的观点。

  2. 专家成员
    马尔科姆泰勒||#2

    为什么很生气?
    我在这里询问了冥想的海报,这些人正在考虑被动房屋的路线为什么要追求认证并获得一些不同的答案,从想表明他们是一个社区的一部分,从他们的构建中获得预定的结果。

    我不明白为什么这些动机或其他无数的都是一个问题 - 任何比决定建立一个非常好的或代码最小的房子 - 只要它们基于的,结果将是一个头脑清晰的认识.那么什么是在马丁的分析生气呢?

    是否有道德组成部分在所有谈论数据下正在避免的讨论?无论所有被动房屋出现的原因,似乎是“你是我们或对抗我们”的子文字,进入讨论。它让我想起了Marxist的许多分裂组,他们将在我的蒙特利尔学院的入口处在70年代回到70年代,而世界通过他们。

    马丁是一种能量书呆子。无论他看到它,他都会受到糟糕的数据感到沮丧。如果被动房子清除了这些索赔,我敢打赌,他不会花费大量的时间挑选它。

  3. GBA编辑
    马丁·霍洛拉||#3

    回应斯蒂芬·希伊
    斯蒂芬,
    感谢您提供的数据,非常感谢。

    需要提醒的是被动式房屋的追随者可能会忽略你的房子(因为它不是一个认证的被动式房屋),这里是你的数字怎么看:你每年的能源消耗9500千瓦时的成本为$ 1,330(在$ 0.14全州平均电力成本/千瓦时)。这转化为每平方英尺80.6美分。

    缅因州的最低标准住宅每平方英尺耗资1.02美元,因此你的房子比最低标准住宅耗电少21%。

    三个相关表格如下所示。

    .

  4. GBA编辑
    马丁·霍洛拉||#4

    对马尔科姆·泰勒的回应
    马尔科姆
    谢谢你的评论。像你一样,我认为被动的房子方法是令人钦佩的。问题不在于被动的房屋方法;这只是夸大的说法。

    - Martin Holladay

  5. Stephen Sheehy||#5

    对马丁的回应
    在缅因州,拥有4000多名居民的社区需要遵守国家建筑守则,其中包含2009年IBC和2009 Ieec。较小的社区可能,但不需要采用或两个代码。我的小镇也没有采用。

    我并不感到惊讶,我的房子只用21%的能量小于代码最小的房子。我相信大部分的优点是加热成本,因为大多数其他用电采用典型的能源之星额定电器被广泛使用。正如我在以前的评论中提到,按摩浴缸中可能使用功率的一个很好的协议。

  6. 专家成员
    马尔科姆泰勒||#6

    斯蒂芬。
    记住你拿了措施,让你做你的房子高效,很明显,你是一个挥霍和不负责任的居民和乘客的行为是要归咎于缺乏节约90%的能源。我希望你,你的妻子和猫适当惩罚。

  7. Kye福特||#7

    是我最PH要求
    我的其他最喜欢的被动房子声称是“建造一个被动房屋或”我们正在建造ph才能超过5%,而不是一个标准的代码建造的房子。“我在我的Phius训练期间一遍又一遍地听到了这个索赔。我自然地用一粒盐,每当我要求更确切的数字,因为建造成本,我总是给予某种粉饰答案。

    如果你想建立一个很好的pH认证的家,但要说它不会花费超过家庭的代码是荒谬的。

  8. 伊桑;气候带5A~6000HDD||#8


    我发现能源部免费提供的BEOpt(目前:/)在比较PH值测量和规范施工方面非常有用,并试图找到最佳点(可能导致相当好的房屋隔热和玻璃水平)。我还没有准确地输入材料成本,但这可以更好地帮助做出明智的决定,把自己辛苦赚来的钱放在哪里。我不知道的是BEOpt的计算有多精确,我真的没有专业知识来判断这一点。任何关于我是否可以信任BEOpt输出的见解都将非常有用。

  9. 布莱恩·奈特||#9

    如果只有
    中西部和南部的大多数新住宅似乎没有赶上当前的最低效率。对于本网站的读者来说,与代码最小值相比是有意义的,但与大多数正在建造的房屋相比,一些可疑的90%的说法可能是正确的,这些房屋似乎不符合当前的能源模型。帮助底部向上,同时防止顶部漂浮。

  10. Stephen Sheehy||#10

    回复Malcolm.
    而我的妻子和我尽力了,猫坚决拒绝是合理的,当没有人注视,变成了温控器,运行洗碗机空,除了他的菜,坚持每小时干净的床铺。狗太被猫吓到要帮上什么忙。猫认为Passivhaus意味着他可以躺着一整天,什么也不做。

  11. GBA编辑
    马丁·霍洛拉||#11

    对布赖恩·奈特的回应(评论9)
    布莱恩,
    您的观点 - “建立的大多数家庭......似乎并不符合当前的能源模型”或最低代码要求 - 这是一个重要的代码要求。

    所述Passivhaus方法(以及PHIUS的方法)包括质量保证方法 - 例如,强制送风机门测试 - 这增加价值的所得房子。这是值得的东西,特别是考虑到大多数美国的观察遵守守则的低水平

    任何建造定制住宅的人都可能关心质量保证。也就是说,我认为有一些成本较低的方法(例如,能源之星方法)也包括质量保证检查和鼓风机门测试。

    - Martin Holladay

  12. 查理·沙利文||#12

    质量保证和成本
    我同意Martin的评论,即认证计划的最大优势是质量保证。当我开始我的相当好的改造时,我非常自信,在GC的专业知识和我的专业知识之间,我们知道如何正确地做事情。当然,我们没有,但即使我们知道,确保它确实按照指定的方式完成也是令人筋疲力尽的。有一个外部标准有助于确保你有一个完整的清单来考虑的事情,它有助于防止争论的事情做正确的,从表面上看,作为个人。

    我同意Kye的观点,大多数被动房屋项目可能比传统建筑成本高出5%。其中一些与能源目标的严格性质有关——一旦你做了所有合理的事情以接近目标,标准有时会迫使你采取极端的措施,而这些措施实际上毫无意义。这是不幸的,因为就在这一点之前,你确实有机会通过安装更小的暖通空调系统来实现真正的节约,这有助于抵消更好外壳的成本。

    但重要的是要记住,有很多定制房屋的成本是标准建筑成本的两倍,根本没有任何节能措施。当设计或项目管理中出现错误时,以及当任何方面(无论是否与能源有关)偏离承包商的经验时,成本很容易迅速上升。

    马克·罗森鲍姆(Marc Rosenbaum)几年前在这里发表了一篇关于“手印”与“脚印”的博文:
    //m.etiketa4.com/blogs/dept/guest-blogs/reflections-buildingenergy-2015
    这个概念,粗略地说,是考虑手印,意思是你或你的项目可以做什么来推动世界朝着更低的能源消耗,而不仅仅是最小化你自己的消耗(足迹)。被动式住宅项目的手印可能包括教育承包商和让访客对低能耗建筑感兴趣。对于一个潜在的房主来说,最好的机会可能是雇佣一个已经成功建造了被动式房屋的团队,让他们建造一个相当好的房子。

    被动房屋项目的手印可能会证明费用,即使节能没有。也许夸大了福利,试图扩大手印,但我认为最好是诚实和逼真的挑战以及福利。

  13. 安东尼奥·奥利弗||#13

    布莱恩·奈特说得有道理
    我认为Brian Knight在评论9中提出了一个最重要的观点。与代码最小值相比,这只是触及了表面。在我长大的地方(密西西比州农村),实际上并没有什么规范——(包皮,什么包皮?你的意思是站?我亲眼所见。我敢打赌,在许多地方,“没有代码”的情况仍然存在。另一点需要指出的是,并不是所有的州都采用了IRC 2015。我很确定我所在的弗吉尼亚州的县没有。好的开始,Martin,但是在下一个迭代中,我希望看到你将在当地采用的代码固定到正在建造的房屋的“最小代码”。

  14. 查理·沙利文||#14

    数据点
    马丁,如果你也想要很好的数据点,我们对2200平方英尺的房子进行了很好的改造。NH中心的foot house去年使用了6800千瓦时,电力是唯一的能源输入。那一年有4-5个月我们没有完成。由于缺乏建筑工作和更好的围护结构,今年这几个月的消耗量应该会减少。

    被两个人占据。没有猫,所以这可能解释了与史蒂夫的数字相比的大部分差异。或者是一对狗偶尔来拜访。它们非常好,但一点也不被动,所以当它们在这里时,肯定会有一些额外的BTU输入。

  15. 专家成员
    马尔科姆泰勒||#15

    安东尼奥
    你无疑是正确的,但我想这引出了一个问题,即是否可能是从节约能源的角度来强制执行不是尝试新的代码和增加被动式房屋的数量更重要。

    马丁是相当具体,但(这是由侧边栏的行情证实了),他回应声称,被动式房屋使用90%较少的能源,那些建一个“代码最小”。

  16. GBA编辑
    马丁·霍洛拉||#16

    对马尔科姆·泰勒的回应
    马尔科姆
    我同意你关于代码执行的观点。批评北美的建筑业很容易——我一直都在批评——但解决我们行业问题的方法不一定是被动的房屋方法。

    如果法规的要求没有得到执行,我们需要想出策略(作为购房者或社区)来解决执行问题。

    如果我们需要更好的质量保证程序和鼓风机门目标,让我们提出落实它们的方法。所有这些问题都可以解决,而无需采用被动房屋方法。

    - Martin Holladay

  17. 乔•德怀尔||#17

    4500千瓦时顶头负荷?
    纵观我们去年的用电量,“插电式”用电量为2.4K kWh,其中包括电炉/炉灶和电干衣机。4.5K似乎太高了,至少对那些注重效率的人来说是这样,他们可能有一个被动的房子,相当好的房子,或是改进过的老房子。

    现在,如果比较所有房屋,它听起来对。我们的实用程序告诉我们我们使用应用程序。电量比100较低的电力少60%,在我们该地区的所有电动家庭相当。

  18. 乔•德怀尔||#18

    胸怀大志
    感谢您的对比分析。看来,最好的被动式家庭确实设定了很高的标准,这是一件好事。这是我去年的数据:

    2160平方英尺,IN(4A),9903千瓦时,55美分/ SF。($ .12 /千瓦时)

    2015年IECC比较为S. IN:

    2400平方英尺(两层楼),位于(4A),14142千瓦时,71美分/平方英尺

    详细信息我们的家庭分割级别(拆分门师/双级),大约1982年,塔楼,阁楼R-70,2x4墙壁,带玻璃纤维,带气隙的砖壁板,所有电动,13件SER / 8.5 HSPF拆分2.5吨热泵,地板内的管道,50克。电阻热水器。

    我们与2015年IECC相比非常好,尽管我们的低层4英尺地下设计比两层设计更有效。

    我们名单上的下一个——HP热水器(分体式或将水箱重新安置到车库)、DC更换吊扇、金属屋顶(带气隙?)以及当前分体式热泵出现故障时的新分体式热泵。

    最后,去年我们的大儿子搬回来后,我们的使用量增加了10%。现在有四个住在这里。

  19. 布莱恩克罗斯顿||#19

    @乔•德怀尔
    乔,你是什么可以在现有的建筑由刚返朴归真,使增量改进来实现一个很好的例子。谈到R60的墙壁和天花板R90是有趣的,但也有许多教训可以从常识的方法学。

    Even with R-9 (R13 fiberglass in 16"o.c. framing) walls, after adding the HP water heater and higher efficiency HP mini split, your consumption will be close to 50% of the norm. That's awesome! Are you already using LED lighting, E.S. appliances, and eliminating phantom loads as well?

  20. GBA编辑
    马丁·霍洛拉||#20

    插头负载数
    乔,
    你是对的,即插即用能源在美国的使用范围很广。即插即用能源在住宅能源使用中的份额越来越大,原因有几个——供暖能源的使用正在下降,美国人对电子产品的喜爱正在增长。

    也就是说,一个家庭的充电负荷预算很容易比隔壁的家庭高出3到4倍。

    我很感兴趣,看看卡特琳克林根贝格对被动式房屋的能源使用数据,尤其是顶头负荷数据。这很可能是普通家庭生活在一个被动式房屋具有高于平均小型插头负载。如果让我猜测,我可能估计是谁买了被动式房屋的人不是典型的美国人 - 他们感兴趣的能源效率。因此,对于较低的能量消耗一个可能的解释是,这种类型的房子上诉到一定的人口。

    如果被动式房屋标准曾经被建筑法规强制执行——不太可能,但这是一个假设性的做法——与我的“特定人口统计”解释相关的能源节约将消失殆尽。

    很清楚,我在这里猜测。

    - Martin Holladay

  21. 乔•德怀尔||#21

    @布莱恩·克罗斯顿
    谢谢多年来,这是一种渐进的方法。

    是的,所有的幻影负载都消失了,除了一些仍在使用的旧节流灯外,大部分都是LED照明。电器都是HE,包括12月底安装的一个新的无通风热泵干衣机。惠而浦通过添加非混合版本降低了价格,我们也加入了进来。它的效果很好,除了对于重毛巾需要更长的时间,等等。这没什么大不了的,热量会留在室内,没有像标准通风干燥机那样的外部空气。烘干机在房子的下层。

    我们的“建筑商级”家总是惊人的,他们削减的角落拯救了一个降压。例如,浴室的原始90瓦BROAN天花板通风风扇最近开始呻吟,所以我用一个只使用20瓦的新布隆更换它。不幸的是,它们使用了3“通风管而不是标准4”。向商店找到适配器和锡剪纸,在打开的上升腔中使用,使旧的3“管道适合长度为4”行业标准风扇空气出口。

    一些痛苦和汗水似乎总是必要的,以获得增量效率与一个老房子!

  22. 安德斯·勒文达尔||#22

    PH使用的能量减少90%
    我同意这一点,并会见了一些能源学者,他们认为美国每家每户都应该达到PH标准。我想特别是一个住在10岁以上的家里。由于我去年完成了一个PH定制住宅,我可以向她报告,建筑成本比同等标准的住宅容易高出15%。我的客户要求我用0.35 ACH建造一个PH住宅,尽管他知道他远远超出了收益递减的范围。舒适是他的理由之一。我喜欢这个过程。

    如果有人想从二氧化碳拯救世界并且可以建立一个博士,我建议在隔壁中建立一个PGH并密封奶奶屋并为其添加一些阁楼绝缘。大多数人不明白递减递减的重要性是如何实现能量方程。

  23. 乔纳森·比尔斯||#23

    与40,000多个房屋的计量比较
    我希望这篇文章能有所帮助,而不是搅浑浑水。附件是两张带有注释的屏幕截图,展示了我们1938年的平房与威斯康星州麦迪逊地区40000多户家庭住宅的对比。屏幕截图比较了我们之前12个月的燃气和电力消耗与40,000多个家庭的数据。(数据每日更新)。

    为了使比较Fit Martin示例,我作为加热区域进入2376平方英尺,而不是我们小家居的实际1164平方英尺。(马丁写道:“这款建模的家庭被认为有2,376平方英尺的条件楼面面积)。

    我还选择将我们1938年的住宅与2000年以来建造的住宅进行比较,以更好地符合Martin的目标,即与符合新规范的住宅进行比较。这里没有建模,只是测量数据。40000多套对比房屋的建筑面积和建造日期来自城市评估员的数据。

  24. GBA编辑
    马丁·霍洛拉||#24

    回应乔纳森·比尔斯
    乔纳森,
    我不确定你提供的数据是否有助于讨论,但就其价值而言,以下是我的分析:

    威斯康星州一个新的标准最低家庭标准为2376标准英尺(假设符合2015年IECC),平均每年的能源账单为2086美元。

    看来平均2,376 s.f.麦迪逊的房子每年使用520个天然气的天然气,每年为9,300千瓦时(成本为1,302美元),每年持续1,880美元,而不是我的代码最小房屋的平均水平.(注意:我假设6,250个加热度天。)

    结论:无论是麦迪逊居民能源吝啬鬼(对他们有好处),或我使用的代码,最小的房子顶头负荷假设是太高。无论哪种方式,我不认为你的数据改变了我对一些Passivhaus爱好者提出的“90%较少的能源”要求基本结论。

    对于它的价值来说,您的数据与威斯康星州的2009年REC数据紧密匹配,如下所述的条形图所示。(看起来威斯康星州的住宅能源支出平均每年约为1,900美元)。

    - Martin Holladay

  25. 乔恩R||#25

    他知道自己进展顺利
    >他知道自己已经远远超越了收益递减的范畴。舒适是他的理由之一

    有舒适的度量,看到这个量化的将是有趣的。我敢肯定它的未成年人,并与恒温器调整的一点点容易偏移。

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